Σύνταξη – Επιμέλεια: Στέλιος Βασιλούδης
Επιστήμονες αναπαρήγαγαν το Another Brick in the Wall των Pink Floyd, παρακολουθώντας τα εγκεφαλικά κύματα των ανθρώπων – η πρώτη φορά που ένα αναγνωρίσιμο τραγούδι αποκωδικοποιείται από ηχογραφήσεις ηλεκτρικής εγκεφαλικής δραστηριότητας.
Η ελπίδα είναι ότι κάτι τέτοιο θα μπορούσε τελικά να βοηθήσει στην αποκατάσταση της μουσικότητας της φυσικής ομιλίας σε ασθενείς που δυσκολεύονται να επικοινωνήσουν λόγω νευρολογικών παθήσεων όπως εγκεφαλικά επεισόδια ή πλάγια μυατροφική σκλήρυνση – η νευροεκφυλιστική ασθένεια με την οποία είχε διαγνωστεί ο Stephen Hawking.
Αν και τα μέλη του ίδιου εργαστηρίου είχαν προηγουμένως καταφέρει να αποκρυπτογραφήσουν την ομιλία – ακόμη και σε ανθρώπους που σιωπηλά φαντάζονταν λέξεις – από καταγραφές εγκεφαλικής δραστηριότητας, «γενικά, όλες αυτές οι προσπάθειες ανασυγκρότησης είχαν ρομποτική ποιότητα», δήλωσε ο καθηγητής Robert Knight, νευρολόγος στο Πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνια, ο οποίος διεξήγαγε τη μελέτη με τον μεταδιδακτορικό συνεργάτη του Ludovic Bellier.
«Η μουσική, από τη φύση της, είναι συναισθηματική και προσωδιακή – έχει ρυθμό, έμφαση, προφορά και τονισμό. Περιέχει ένα πολύ μεγαλύτερο φάσμα πραγμάτων – από περιορισμένα φωνήματα σε οποιαδήποτε γλώσσα – που θα μπορούσαν να προσθέσουν μια άλλη διάσταση σε έναν εμφυτεύσιμο αποκωδικοποιητή ομιλίας», λέει ο καθ. Knight.
Ενώ προηγούμενη εργασία είχε αποκωδικοποιήσει την ηλεκτρική δραστηριότητα του κινητικού φλοιού του εγκεφάλου στην περιοχή της ομιλίας – μια περιοχή που ελέγχει τις μικροσκοπικές μυϊκές κινήσεις των χειλιών, της γλώσσας, της γνάθου και του λάρυγγα που σχηματίζουν λέξεις – η τρέχουσα μελέτη χρησιμοποίησε καταγραφές από τις ακουστικές περιοχές του εγκεφάλου, όπου όλες οι πτυχές του ήχου, υποβάλλονται σε επεξεργασία.
Η ομάδα ανέλυσε εγκεφαλικές καταγραφές από 29 ασθενείς καθώς τους έπαιζαν ένα τμήμα του τραγουδιού των Pink Floyd διάρκειας περίπου τριών λεπτών, από το άλμπουμ τους The Wall, του 1979. Η εγκεφαλική δραστηριότητα των εθελοντών ανιχνεύθηκε με την τοποθέτηση ηλεκτροδίων απευθείας στην επιφάνεια του εγκεφάλου τους, καθώς υποβάλλονταν σε χειρουργική επέμβαση (χωρίς γενική αναισθησία) για επιληψία.
Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε τεχνητή νοημοσύνη για την αποκωδικοποίηση των καταγραφών και την κωδικοποίηση αναπαραγωγής των ήχων και των λέξεων. Αν και πολύ πνιγμένη, η φράση «All in all, it’s just another brick in the wall» εμφανίζεται αναγνωρίσιμα στο αναπαραχθέν τραγούδι – με τους ρυθμούς και τη μελωδία του ανέπαφα.
«Ακούγεται λίγο σαν να τραγουδούν κάτω από το νερό, αλλά είναι η πρώτη μας προσπάθεια», είπε ο Knight. Ο ίδιος πιστεύει ότι η χρήση περισσότερων ηλεκτροδίων μπορεί να βελτιώσει την ποιότητα των αναπαραγωγών τους: «Η μέση απόσταση των ηλεκτροδίων ήταν περίπου 5 χιλιοστά, αλλά είχαμε μερικούς ασθενείς με αποστάσεις 3 χιλιοστών και αυτοί είχαν καλύτερες επιδόσεις όσον αφορά την αναπαραγωγή», σχολίασε ο Knight. «Τώρα που ξέρουμε πώς να το κάνουμε, νομίζω ότι αν χρησιμοποιήσουμε ηλεκτρόδια που να απέχουν περίπου ενάμιση χιλιοστό μεταξύ τους, η ποιότητα του ήχου θα είναι πολύ καλύτερη», πρόσθεσε.
Καθώς βελτιώνονται οι τεχνικές καταγραφής της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου, μπορεί επίσης να καταστεί δυνατή η πραγματοποίηση τέτοιων καταγραφών χωρίς την ανάγκη χειρουργικής επέμβασης – ίσως με τη χρήση ευαίσθητων ηλεκτροδίων που θα προσαρτώνται στο τριχωτό της κεφαλής. Φέτος, ερευνητές με επικεφαλής τον Δρ. Alexander Huth στο Πανεπιστήμιο του Τέξας του Ώστιν, ανακοίνωσαν ότι κατάφεραν να μεταφράσουν την εγκεφαλική δραστηριότητα σε μια συνεχή ροή κειμένου, χρησιμοποιώντας μη επεμβατικά δεδομένα μαγνητικής τομογραφίας. Το σύστημα δεν ήταν αρκετά αποτελεσματικό στο να αποκωδικοποιήσει τις ακριβείς λέξεις, αλλά μπορούσε να εντοπίσει την ουσία των προτάσεων.
«Αυτή η (νέα μελέτη) είναι μια πολύ ωραία απόδειξη ότι πολλές από τις ίδιες τεχνικές που έχουν αναπτυχθεί για την αποκωδικοποίηση της ομιλίας μπορούν επίσης να εφαρμοστούν στη μουσική – ένας τομέας που δεν έχει εκτιμηθεί δεόντως – δεδομένου του πόσο σημαντική είναι η μουσική εμπειρία στην ζωή μας», είπε ο Huth.
«Αν και δεν κατέγραψαν εγκεφαλική δραστηριότητα την ώρα που τα υποκείμενα φανταζόντουσαν μουσική, αυτό θα μπορούσε να είναι ένα από τα πράγματα για τα οποία θα χρησιμοποιηθούν οι διεπαφές μηχανών – εγκεφάλου στο μέλλον: η μετάφραση της μουσικής που φανταζόμαστε, σε πραγματική. Είναι μια συναρπαστική στιγμή», συμπλήρωσε.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο PLoS Biology, εντόπισε επίσης νέες περιοχές του εγκεφάλου που εμπλέκονται στην ανίχνευση του ρυθμού και επιβεβαίωσε ότι η δεξιά πλευρά του εγκεφάλου ήταν πιο συντονισμένη με τη μουσική από την αριστερή.
Η καλύτερη κατανόηση του τρόπου επεξεργασίας της μουσικής και της ομιλίας από τον εγκέφαλο, θα μπορούσε επίσης να έχει πρακτικές εφαρμογές, όπως να βοηθήσει να ρίξει φως στο μυστήριο του γιατί τα άτομα με δυσφασία τύπου Broca (αδυναμία εκπομπής λόγου), που αγωνίζονται να βρουν και να εκφέρουν τις σωστές λέξεις, μπορούν συχνά να τραγουδούν λέξεις χωρίς δυσκολία.
