ИИ пресъздава песен на Pink Floyd с помощта на декодиране на мозъчните вълни
Пресечната точка сред музиката и науката докара до смели проучвания в региона на неврологията. Учени са съумели да възстановят песента на Pink Floyd „ Another Brick in the Wall “ посредством разбор на мозъчните талази на слушателите. Това достижение, макар че включва единствено една комбинация, допуска, че може да се употребява за подкрепяне на хора, които са изгубили способността си да приказват, и е обещаваща стъпка напред в региона на мозъчно-компютърните интерфейси.
Сливането на неврологията и технологиите открива невиждани хоризонти в разбирането ни за човешкия мозък. В ера, в която технологиите и неврологията от ден на ден се пресичат, откривателите започнаха самоуверен опит: декодиране на именита комбинация благодарение на мозъчните талази на слушателите.
Вземайки за насочна точка песента „ Another Brick in the Wall “ на Pink Floyd, откривателите освен демонстрираха осъществимостта на опита, само че и обрисуваха капацитета на този метод, изключително за хора, които са неми. Работата на екипа, управителен от Калифорнийския университет (Бъркли), е оповестена в списание Plos Biology.
Процесът
Проучването е извършено върху извадка от 29 пациенти, които са под лекарско наблюдаване поради повтарящи се епилептични припадъци. Имплантирани са електроди непосредствено върху повърхността на техния мозък, с цел да се съберат прецизните данни за мозъчната интензивност. Докато слушали песента на Pink Floyd „ Another Brick in the Wall “, тези устройства записвали електрическата интензивност, предавана от разнообразни области на мозъка, отразявайки метода, по който всеки пациент възприема и обработва творбата.
След като данните са били събрани, те са оценени благодарение на логаритми с детайли на живописен разсъдък. Тези логаритми са интерпретирали електрическите сигнали, с цел да реконструират аудиоверсията на песента, възприета от мозъка на участниците. Въпреки че тази реорганизация не възпроизвежда изцяло истинската ария, тя дава звукова версия, която отразява сложността на мозъчните процеси, свързани със слушането на музика.
В известие за пресата Белие отбелязва, че изследването е разпознало нови области на мозъка, участващи в разпознаването на ритмите, като да вземем за пример звуците на китара, и е открило, че някои области на слуховата кора – в горната темпорална гируса, ситуирана тъкмо зад и над ухото – реагират на началото на глас или синтезатор, до момента в който други области реагират на продължителни звуци. Изследователите също по този начин потвърдиха, че дясната страна на мозъка е по-чувствителна към музиката, в сравнение с лявата.
По-долу е показана истинската комбинация след опростена обработка, която разрешава оптималното ѝ съпоставяне с последователността, генерирана от изкуствения разсъдък:
https://www.kaldata.com/wp-content/uploads/2023/08/658.wavПо-долу е показан звукът, генериран от изкуствения разсъдък въз основа на спектрограмата:
https://www.kaldata.com/wp-content/uploads/2023/08/659.wavЗащо тъкмо Pink Floyd?
Изборът на песента на Pink Floyd „ Another Brick in the Wall “ за централна тематика на това проучване не е инцидентен. Песента е известна със своето музикално благосъстояние, съчетавайки комплицирани акомпанименти, разнородни принадлежности и доста ритми.
Тези детайли обезпечават компактен и разнороден материал за разбор, допускащ задълбочено проучване на реакцията на мозъка към разнообразни музикални тласъци. При хората тези музикални детайли, известни като прозодия – темп, акцентиране и интонация – носят смисъл, който думите не носят.
Трябва да се означи също, че персоналните желания на откривателите към групата Pink Floyd също са изиграли роля в този избор, отразявайки всеобщото самопризнание и въздействие на групата върху музикалния свят.
Извън рамките на музиката
Основната цел на това проучване е да се изследва способността за декодиране на музиката посредством мозъчните талази. Последиците от това проучване обаче надвишават елементарната сфера на музиката. Човешката тирада, както и музиката, е богата на нюанси и вариации. Тя съдържа детайли като движение, което дефинира скоростта на речта, или акцент, който акцентира избрани срички или думи.
Освен това акцентите и интонацията играят решаваща роля за предаването на страстите и желанията в речта. Ако успеем да разкодираме тези нюанси благодарение на мозъчните талази, това ще проправи пътя към създаването на имплантируеми декодери на тирада. Такива устройства биха могли да вземем за пример да оказват помощ на неми хора да поддържат връзка по-естествено и изразително.
Ако мозъчно-компютърните интерфейси са способни да пресъздават речта с невиждана прочувствена акуратност, тогава хората, употребяващи тези интерфейси, биха могли освен да формулират фрази, само че и да предават възприятията и нюансите, които ги съпътстват. По този метод елементарното „ Обичам те “ няма да бъде просто самопризнание, а ще бъде изпълнено с цялата пристрастеност, заостреност или деликатност, които индивидът желае да изрази, което ще открие неразучени до момента благоприятни условия за връзка.
Бъдещите проучвания в тази област
Въпреки многообещаващите триумфи, пътят към необятното им използване към момента е посипан с подводни камъни. Едно от главните ограничавания на актуалната технология е нуждата от имплантирането на електроди непосредствено в повърхността на мозъка, с цел да се получат точни електрически записи. Тази инвазивна процедура крие опасности, в това число инфекции, кървене, нежелани реакции, и изисква деликатна хирургия.
Освен това, както изясняват откривателите, употребяваните през днешния ден интерфейси мозък-машина, които оказват помощ на хората да поддържат връзка, когато не могат да приказват, могат да декодират думите, само че изреченията се оказват роботизирани, като тези на Стивън Хокинг, когато използваше устройство за генериране на тирада.
В момента се изследват по-малко инвазивни други възможности. Провеждат се проучвания за повишение на чувствителността на външните електроди, които могат да се слагат на скалпа, или за изследване на други техники за визуализиране на мозъка.
