Учёные «прочитали» музыку в мозге — теперь они знают, что мы напеваем про себя
Как пишет Medical Xpress со ссылкой на исследование Сеульского университета, опубликованное в журнале eNeuro, учёные смогли частично восстановить мелодии по активности мозга людей, которые в рамках эксперимента представляли продолжение знакомых песен.
В исследовании участвовали 10 пациентов с эпилепсией, которым установили электроды для медицинского наблюдения. Им включали первые такты детских песен, после чего участники должны были мысленно продолжить мелодию, а затем напеть то, что представили. Далее учёные следили за волнами мозговой активности на мониторе, и по ним можно было узнавать звуки.
Команда Джи Квон и Чун Ки Чуна анализировала сигналы мозга и искала в них информацию о высоте нот. Модель не угадывала точные абсолютные звуки, а считывала относительные расстояния между нотами. Это важно, потому что люди узнают мелодию именно по связи нот, даже если песню сыграть в другой тональности. Объединяя такие предсказания по времени, учёные смогли восстановить ход воображаемой мелодии.
Как это работает и зачем нужно
До сих пор исследования «чтения мыслей» с помощью МРТ или электроэнцефалографии (ЭЭГ) в основном фокусировались на расшифровке зрительных образов или слов. Однако музыка — более сложная задача, так как она включает высоту, тембр, ритм и эмоциональную окраску. Данное исследование впервые показало, что в мозговых волнах можно выделить информацию о структуре мелодии, даже если человек её только представляет, а не слышит.
Технология основана на том, что нейроны слуховой коры кодируют не абсолютную высоту звука (например, «нота до»), а отношение между нотами (интервалы). Это позволяет модели восстановить мелодию, даже если она мысленно звучит в другой тональности. Такая способность мозга к «относительному слуху» является основой музыкального восприятия у большинства людей.
Практическое применение может быть огромным. В первую очередь, это может помочь людям с нарушениями речи (например, после инсульта) или с параличом — они смогут «передавать» свои мысли в виде музыки или даже текста через интерфейсы мозг-компьютер. Также это открывает путь к созданию новых музыкальных инструментов, управляемых силой мысли, или к более глубокому пониманию того, как мозг обрабатывает музыку и эмоции.
Авторы признают, что пока метод работает только для простых мелодий и требует инвазивных электродов (имплантированных в мозг). Но они надеются, что в будущем технологию можно будет адаптировать для неинвазивных методов (например, ЭЭГ-шлемов) и расширить на более сложные композиции. Это исследование — важный шаг к созданию нейроинтерфейсов нового поколения, которые смогут «слышать» нашу внутреннюю музыку.