Реконструкция песни «Another Brick in the Wall» на основе активности мозга.

PLOS Biology: ученые исследовали процесс восприятия музыки мозгом человека. Что такое музыка мозга и чем она помогает в лечении депрессий?

Ученые научились слушать музыку, которая звучит в головах людей

В результате прослушивания «музыки мозга» нервные клетки способны распознавать знакомый звук собственных волн как собственный голос и оптимизировать свою работу. Команда австрийских инженеров разработала программу для создания музыки, управлять которой можно с помощью мозга. Мы предлагаем уникальный запатентованный метод "МУЗЫКА МОЗГА", повышающий адаптивные возможности людей, концентрацию внимания, уменьшающий уровень стресса. Что такое музыка мозга и чем она помогает в лечении депрессий?

Музыка для мозга - как иностранный язык

Американские исследователи смогли получить «узнаваемую версию» песни Pink Floyd по сигналам активности, проходящим через определённую часть височной доли мозга. Исследователи из МИТ Нэнси Кануишер, Джош МакДермот и Сэм Норман-Хэйнер обнаружили в человеческом мозге участки, которые активируются под воздействием музыки. За последние годы ученые создали десятки нейроинтерфейсов, трансформирующих активность мозга пациентов в устную или письменную речь. Китайские исследователи представили активность человеческого мозга в виде музыки и получили, к своему удивлению, достаточно связную мелодию, похожую на фортепианную. «Музыка мозга» представляет собой современный метод нелекарственной терапии неврологических заболеваний, в том числе мигрени, нарушений сна, стрессов и депрессий.

Песню Pink Floyd реконструировали на основе активности мозга слушателей

Современный технический уровень позволяет относительно легко изучить например, с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии, фМРТ , как при этом меняется активность мозга у человека. Но гораздо труднее понять, какие процессы происходят в мозге, когда музыка «звучит» у нас в голове. Исследователи из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне EPFL в сотрудничестве с группой ученых из Калифорнийского университета в Беркли США исследовали , что происходит в мозге, когда в голове у нас «крутится» какая-нибудь мелодия, хотя на самом деле никаких звуков нет. Для этого использовали технику электрокортикографии — инвазивную методику, при которой электроды вживляются непосредственно в ткани мозга.

В данном случае электроды были вживлены не с экспериментальной целью: испытуемому, страдавшему эпилепсией, не помогали обычные способы лечения, а эта процедура позволяет проводить лечебную стимуляцию структур мозга электрическим током.

Данное открытие совпадает с результатами предыдущих наблюдений, которые предположили, что нарушение работы левого полушария мозга с большей вероятностью повлияет на речевые способности, а правого — на способности к музыке. Теперь команда исследователей намерена выяснить, как воспринимают текст и мелодии песен носители таких языков, как вьетнамский или китайский, которые считаются более мелодичными.

Его цель - проследить, как меняется и меняется ли вообще мозг у детей, которые с ранних лет поют в хоре, играют на различных инструментах, танцуют. Планируется сравнить их данные с показателями сверстников, в силу разных причин не вовлеченных в творчество. Считается, что у творчески заряженных мальчиков и девочек когнитивные цепочки лучше развиты и по мере взросления этот процесс активизируется. Поэтому начали исследование с самых юных артистов Детской филармонии, которым 6-7 лет. Биомаркеры покажут, в каких областях мозга что меняется.

Данных подобного рода изучений мы не нашли.

Можно вообще для каждой ноты, для каждого тембра подобрать соответствующую нейронную активность. Но что происходит в мозге, когда он сам воображает себе музыку? Речь не только о сочинителях, которые ее пишут — каждый из нас так или иначе вспоминал в уме любимые мелодии, и многие наверняка страдали от какой-нибудь навязчивой песенки, от которой невозможно было отделаться. Можно предположить, что здесь будут «активничать» те же мозговые зоны, что и с настоящей музыкой — но как это проверить?

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны вместе с коллегами из Калифорнийского университета в Беркли нашли тут остроумный выход. Они пригласили поучаствовать в эксперименте пианиста, больного эпилепсией, которому в мозг временно вживили электроды.

Искусственный интеллект помог ученым восстановить песню Pink Floyd по следам в коре мозга

Ранее американские ученые провели исследование и выяснили, что чашечка кофе по утрам и прослушивание любимой музыки улучшают когнитивные функции мозга. Мы предлагаем уникальный запатентованный метод "МУЗЫКА МОЗГА", повышающий адаптивные возможности людей, концентрацию внимания, уменьшающий уровень стресса. Однако МРТ головного мозга выявила, у добровольцев, выполняющих задание под музыку, в правом полушарии мозга значительно улучшились связи между отделами мозга. Что такое "музыка мозга", как она создается и почему, в отличие от классической, лучше помогает бороться с ежедневными стрессами. Пока песня (длиной около трех минут) играла, мозг пациентов проявлял активность в различных областях.

Музыка мозга, «глаза» растений и почва древней Галилеи на выставке STAGE 2022 в ИТМО

В том случае, если ученые искажали спектр мелодии, активизировалось только левое полушарие добровольцев, а в противоположном случае «включалась» правая половина мозга. Открыв этот феномен, канадские нейрофизиологи попытались выяснить, что именно заставляло мозг добровольцев переключаться между полушариями при прослушивании искаженного пения. Проанализировав рисунок его активности, биологи пришли к выводу, что это было связано с тем, что акустическая кора правого и левого полушария настроена на распознавание различных аспектов пространственно-временной модуляции звуков. В данном случае левое полушарие распознает в основном временную модуляцию, а правое — спектр сигналов. Подобное разделение, считает Альбуй, возникло по той причине, что это деление значительно упрощает архитектуру мозга и уменьшает количество вычислительных ресурсов, которые требуются для распознавания и музыки, и речи, а также их комбинации, что, вероятно, было важно для выживания и продолжения рода далеких предков современных людей. Постоянный адрес новости: eadaily.

Благодаря этому процессу обучения исследователи смогли перевернуть систему и определить Another Brick in the Wall по тому, как мозг реагировал на неё.

Восстановленный трек получился немного мутным и искажённым, но понять, что это за песня, несложно. Это вносит свой вклад в продолжающиеся усилия по расшифровке мозговых паттернов и совершенствованию интерфейсов «мозг-машина». Представьте себе, что можно восстановить музыкальное восприятие у людей с повреждениями мозга, например, или что люди, потерявшие дар речи, смогут думать, какие слова они хотят сказать, а также определять высоту тона, тембр и интонацию этих слов.

Печальные песни дают ощущение сопереживания, помогая восстановиться, в то время как позитивные могут ухудшить состояние больного. Грустная музыка помогает справиться с плохим настроением, так как позволяет погрузиться в воспоминания.

Приём работает подобно классическим техникам психологии, связанным с проживанием эмоций. Читать подробнее Чем полезна классическая музыка Музыкотерапию используют не только при депрессиях. Так, она положительно влияет на память и внимание людей, перенёсших инсульт, а также тех, кто сталкивается с повышенными умственными нагрузками. Причём наилучший результат даёт классическая музыка. Отдельных научных изысканий удостоилось творчество Моцарта.

Все зависит от того, с какой целью вы слушаете музыку Недаром говорят, что психологический настрой играет важную роль в регуляции эмоций и эффективности той или иной работы. Исследователи из Университета Аалто, Университета Ювяскюля в Финляндии, а также из Университета Орхуса в Дании обнаружили , что сам стиль прослушивания музыки влияет на эмоциональное состояние человека. Ученые сканировали мозг участников исследования во время прослушивания грустной, агрессивной и «черной» музыки. При этом мужчины отметили в анкетах, что они слушают музыку, чтобы выразить свои негативные эмоции, в то время как женщины делали это скорее для того, чтобы отвлечься от тех же самых отрицательных эмоций. Итоги МРТ-сканирования показали, что у женщин возрастала активность в той зоне мозга, которая ответственна за эмоциональный контроль, а у мужчин, наоборот, снижалась. Обычно такой «упадок» активности мозга связывают с неспособностью переключаться между разными чувствами, что ведет к подавленному настроению и депрессиям.

Два медицинских института в США, которые занимаются проблемами в области ортопедии, тестировали музыкальную терапию на пациентах после операции на позвоночнике. Участников исследования просили оценивать уровень боли, который они чувствовали, по визуальной аналоговой шкале. В этом случае люди определяют свою боль по картинкам, где отсутствие боли — это счастливый смайлик, а самая сильная боль, которую они могут испытывать — это отчаянно плачущий смайлик. Так, группа, которая прошла курс терапии, стала испытывать меньшие боли, чем другие пациенты. При этом другие пациенты, наоборот, отметили усиление неприятных ощущений. Не зря музыка в барах играет так громко!

Оказывается, громкая музыка заставляет людей выпивать больше алкоголя за более короткое время! Чтобы выяснить это, французские ученые отправились в рейд по барам. Там, с разрешения владельцев баров, они стали экспериментировать с громкостью музыки в помещении и наблюдать за посетителями: как быстро они пьют? Сколько заказывают? Всего удалось отследить активность 40 мужчин в возрасте от 18 до 25 лет. Ученые предположили, что изменение скорости и количества потребления алкоголя в барах меняется из-за громкости музыки, потому что более высокий звук вызывает у людей чувство возбуждения, поэтому им хочется больше есть и пить.

Кроме того, высокий уровень звука мешает общаться друг с другом.

Фитнес для мозга: правда и мифы о воздействии музыки на организм человека

Хорошая музыка синхронизирует работу мозга музыканта и его слушателей	Специалисты Китайской академии наук установили, что занятия музыкой развивают мозг и сохраняют его молодость.
Ученые впервые обнаружили участки мозга, которые распознают музыку •	музыкальные видеоролики о науке о мозге и последние новостные статьи; ваш источник последних новостей о науке о музыкальном мозге.
Мелодия и текст песни обрабатываются в разных областях мозга	Музыкально натренированный детский мозг более активен в областях, которые связаны со слуховым кодированием информации, контролем внимания и исполнительными функциями.
В ритме нейронов Как мозг воспринимает музыку:	Чем лучше, качественнее и вдохновеннее играет музыкант, тем выше уровень синхронизации активности его мозга и мозга людей, слушающих его музыку.
Мелодия и текст песни обрабатываются в разных областях мозга	Для поиска зон мозга, ответственных за восприятие музыки в широком смысле этого слова, в мозг 29 пациентов были имплантированы по 2268 электродов.

Ученые реконструировали песню, прослушанную добровольцами, по сигналам их мозга

Перед хирургическим вмешательством пациентам давали послушать песню «Another Brick in the Wall, Part 1» группы Pink Floyd. Записанные в процессе электроэнцефалографии ЭЭГ данные ученые расшифровали с помощью ИИ, после чего смогли перевести их обратно в аудиоформат. Изначально авторы исследования не были уверены, что у них получится расшифровать музыку. Дело в том, что она воспринимается всей корой головного мозга, а не только левым полушарием, отвечающим за речь.

Проще говоря, компьютерные алгоритмы искали корреляции между звучащей музыкой и тем, что происходило в мозге. Благодаря этому процессу обучения исследователи смогли перевернуть систему и определить Another Brick in the Wall по тому, как мозг реагировал на неё. Восстановленный трек получился немного мутным и искажённым, но понять, что это за песня, несложно. Это вносит свой вклад в продолжающиеся усилия по расшифровке мозговых паттернов и совершенствованию интерфейсов «мозг-машина».

Воссоздать песню Another Brick In The Wall полностью не удалось, но узнаваемые детали композиции, ее ритм и общая мелодика успешно сохранены. Еще один момент — воссозданный трек звучит так, будто он доносится из-под воды. Не верите? Послушайте сами!

Музыканты чаще находятся в состоянии «потока»

Как музыка влияет на мозг человека
Мозг мучает человека песнями
Ученые записали музыку человеческого мозга
Любимая музыка помогает бороться со стрессом

Новости музыка мозга