脑机接口允许用户只用思想作曲。

Lunghammer/TU-Graz)想象自己被一种神经退行性疾病“锁定”,比如晚期ALS(卢-格赫里希病),或者因创伤性脊髓损伤而完全瘫痪。你仍然可以思考,做梦,感受情绪,但是你不能表达出来。几十年来,研究人员一直在试验脑机接口,简称BCI,以便严重残疾的人只能用大脑交流。

《KDSP》近年来,BCI的技术让残疾人能够书写信息、发送电子邮件、上网、控制智能家居,甚至移动电动轮椅。2010年,德国一个研究小组利用BCI使ALS患者能够做出第一幅“大脑画”,有效释放了瘫痪艺术家的创造力。现在,奥地利的一个神经工程师团队已经建立了第一个,完全由大脑制造。根据发表在《公共科学图书馆·综合》(Public Library of Science One)杂志上的一篇论文,研究人员用一组健康的志愿者测试了思维机器技术,这些志愿者可以模仿音乐旋律,并准确地创作出原创音乐。奥地利格拉茨理工大学神经工程研究所所长表示,大脑绘画项目的成功及其给ALS患者带来的满足感让他深受鼓舞,这些患者中有许多人曾是艺术家。

"他们举办展览。"他们出售自己的作品,”穆勒·普茨告诉《探险家》。为什么不试试音乐和作曲?”和

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只用大脑很容易做出音乐。最新的BCI技术不同于其他界面,让你真正用思想演奏音乐。这项技术不需要使用脑电波来校准音调,而是可以通过一系列单独的字符或命令来执行任何操作。

这项技术可以用来逐字拼写,或者选择画笔的大小和颜色。同样,Mueller Putz认为它可以用来选择特定类型的音符(例如,一个全音符或四分音符)和音符的音调来编写乐谱。

BCI背后的技术已经存在了20年,是基于一种叫做P300事件相关电位的特别强的大脑信号。大脑信号是通过戴在头上的脑电图来记录的,就像戴了一顶泳帽一样。因为每个人的大脑都有点不同,所以需要对系统进行校准,以准确读取受试者的大脑。

校准是通过让受试者盯着显示6×6字母网格的计算机屏幕来完成的。当受试者盯着屏幕时,一系列随机的闪光照亮了网格中的每一行和每一列。每一次闪光,受试者的大脑都会发出特定的波形。根据闪光在网格上的位置,大脑发出的每个信号都略有不同。

一旦校准结束,受试者应该试着用他们的大脑挑选一个单独的字符。网格继续随机闪烁,就像之前一样。穆勒·普茨说,诀窍是将注意力集中在你想要的字符上,每当字符的行或列闪烁时,就默默数一数。

“BCI背后的计算机算法将找出不同的波形出现在哪里,它在哪个行和列,”然后识别用户选择的字符,“自1999以来一直与BCIs合作的穆勒·普茨说。

用你的头脑选择一个单一的字符是一个缓慢的过程,但它很容易学会。在穆勒·普茨的实验中,一组BCI新手能够在第一次尝试中以超过88%的准确率抄写拼写单词。他们抄这个谱子的成功率和流行民谣《Alouette》差不多,虽然他们平均花了265,438+0分钟才挑出旋律的25个音符。

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研究人员还邀请了一名专业音乐家,尝试用他的大脑作曲。他在使用“Alouette”的复制练习中实现了更高的准确率(93.6%),但仍然需要20分钟才能完成。他在实验的自由作文部分比较熟练。在实验中,他只用14分钟就能写出26个音符的旋律,是一个非专业音乐人30分钟18个音符的平均作曲速度的两倍。

速度不是一个大问题,米勒·普茨解释说,因为这项技术的用户正在努力帮助“不要像我们一样生活在匆忙之中”。他们的观点有点不同。

团队的初步实验证明,基于P300的BCI可以用于音乐创作。下一步是与残疾人一起尝试,并收集他们的反馈。Muller Putz表示,长期目标是从基于笔记本电脑的系统发展到小到足以安装在智能手机上的系统。这是把它送到想要与世界分享他们的歌曲的家庭和音乐家手中的最好方法。

最初发表于explorer。