科学家通过大脑活动重建了一首粉红弗洛伊德的歌曲 - 《华尔街日报》
Daniela Hernandez
在一项科学突破中，研究人员已经离开发能够大声说出人们所思的设备更近了一步。
通过进一步的发展，这可能会让因中风或其他脑部损伤而失去说话能力的患者，能够以更自然、更不机械的方式进行交流。
加州大学伯克利分校的神经科学家们利用29名在脑部手术中听到这首歌的患者的脑活动记录，重建了粉红佛洛依德乐队的经典摇滚歌曲《Another Brick in the Wall, Part 1》。虽然不如乐队版本那样精致，但重建的曲调是可以被认出来的。
这项研究发表在《PLOS Biology》杂志上。
从脑活动模式中重建复杂的音乐元素，推动了治疗技术的发展，帮助患者恢复交流能力。
“这非常令人兴奋。他们所展示的是，他们可以用相对较少的数据获得相当高的性能。”加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所的神经外科医生Edward Chang博士说道，他研究音乐和语言知觉。
Chang博士没有参与这项研究，但之前曾与研究作者合作过。
随着计算机模型和人工智能变得更加复杂，使用脑-计算机接口——与大脑交互的设备**—**进行类似研究，已经重建了图像，并从神经数据产生了简单的语言。
去年，埃隆·马斯克的Neuralink公司展示了一段“心灵感应打字”的视频，视频中一只植入了Neuralink脑植入物的猴子，脑植入物包含了类似于神经活动的麦克风的线状电极，这些电极穿透了大脑。这只动物并不是在键盘上打字，而是能够移动光标到字母的图像上。
在这项新研究中，研究人员在治疗难治性癫痫手术中，利用一种类似网格的电极嵌入在大脑表面，从大脑的不同区域进行记录。每个患者只听了一次Pink Floyd的歌曲。
然后，研究人员聚焦于一些大脑区域，比如听觉皮层中的上颞回，这个区域负责处理声音。通过只监测少数几个电极的活动，团队发现这些活动与这首热门歌曲最为接近。他们发现他们可以在很大程度上排除其他数据，仍然可以得到可识别的，尽管有些混乱的播放。
“原始音频频率的一些丰富性在重建中并不存在，但在视觉上看起来是一个相当不错的近似，”耶鲁大学和霍华德大学的音乐家、精神病学助理教授AZA Allsop博士说道，他并未参与这项研究。
“从长远来看，这可能会激发想象力，包括直接从神经记录中创作音乐的能力，”他补充道。
研究人员的目标是利用这项技术开发神经假肢，可以让患者恢复更自然的说话能力，加利福尼亚大学伯克利分校的神经科学家、新研究的作者之一罗伯特·奈特博士说。
他说：“目前，这些设备的输出具有单调的、有点机器人的质量。音乐，由于其强烈的情感和节奏成分，将使我们能够为[计算机生成的]语音增加一种有效的成分。”
新算法还能够回放部分人声。例如，一名患者的脑活动回放中包含了一些可辨识的词语，包括“all”、“was”和“just a brick”。
研究人员选择了“Another Brick in the Wall, Part 1”，因为他们是粉红弗洛伊德的粉丝，这支英国摇滚乐队在20世纪70年代录制了这首歌，奈特说。Part 1是这首三部曲的第一部分，比Part 2更不为人所知，后者是大多数人记得的冠军单曲。
“这是一首人们有点熟悉的歌，但并不是每个人都听过”，所以他们可能没有太多与之相关的记忆，计算神经科学家、该研究的另一位作者卢多维克·贝利说。“它处于一种熟悉的甜蜜点。”
阿尔索普说，这种甜蜜点可能因年龄组、个人偏好和文化而异。张表示，用于重建粉红弗洛伊德的演奏的算法可能需要在其他音乐流派上重新训练，这些音乐流派具有不同的旋律和节奏，比如爵士乐或雷鬼音乐。
另一个考虑因素——在粉红弗洛伊德的歌词“我们不需要任何思想控制”中提到——引起了一些神经伦理学家、神经科学家和法律专家对于精神隐私的担忧。
算法已经可以根据身体活动构建出一个人的偏好的相当准确的模型，包括输入搜索词或点赞照片。虽然人们对于从神经活动中重建文字和音乐能够促进心理健康和社交联系的应用寄予厚望，但阅读和解释思想被视为下一个隐私领域。
“这可能标志着对大脑内部的完全不同的触及，”神经伦理学研究所的董事卢西·纳尔巴赫·图尔纳斯说。“这说明了音乐有多么强大。”
音乐能够感动人们并激发他们的好奇心，这是奈特在进行这项工作后很快意识到的一点。
“媒体在过去40年里对我所做的任何事情都不太感兴趣，但粉红弗洛伊德弥补了这一切，”他说。“人们的兴趣有点疯狂，这是好事。”
请写信给丹妮拉·赫尔南德斯，邮箱：[email protected]
发表于2023年8月16日的印刷版上，标题为“从脑活动中重建的歌曲”。