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科普 | 把脑电波“转换”成动听的音乐 这所双一流A类大学的教授竟然发现“脑电波”蕴藏着“天籁之音”!

作者:亚洲必赢 发布时间:2020-03-26

转自今日头条  必嬴国际大学 2020-03-25 19:03:27

脑科学研究领域,有很多“烧脑”而且有趣的基础科学问题。

#我要上头条#

我们的所思所想其实都是脑电信号?

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如果机器能解译脑电信号,是不是可以用意念控制机器人?

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可不可以把人的意识储存下来?

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小编还想问:

能不能把脑电信号“解译”成音乐呢?

答案是:当然可以!

实际上,必嬴国际大学亚洲必赢尧德中教授团队已经做到了这一点!

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尧德中教授

他们发现,音乐与大脑之间具有神奇的关系。

为什么音乐能够打动我们的心灵?

音乐与大脑之间究竟具有什么关系?

为什么音乐能够缓解疼痛?

音乐和宇宙、自然、人类又具有什么联系?

……

以大脑与音乐的关系为切入点,尧德中教授正在深入探究大脑的机制和思维的本质。


怎么样把脑波信号“翻译”成音乐?

有的人说音乐是“心灵的慰藉”,有的人觉得音乐能和人的心情产生共鸣,有的人觉得音乐可以使人放松,有的人也会被音乐鼓舞或感动。

也有哲人说,音乐是大自然的密码。但是,这些解释对脑科学研究者而言都太过于感性了。

人为什么会喜欢音乐呢?

尧德中说,“我曾经看过一部心理学书籍,它的解释是:人和音乐服从同样的规律!但是,那本书并没有说清楚这个规律到底是什么!这个解释把我们的求知欲吊在这里,逼着我们自己寻找答案!”

通过大量的实验和文献分析研究,他发现脑电信号与音乐具有共同性。在此基础上,他再往前走了一步,探究脑电信号可否转换成音乐的问题。

具体的科研过程,十分复杂。但我们可以这样通俗地理解:

尧德中教授所做的工作,主要是把脑电信号的“振幅”翻译成音乐的“音高”,把脑电信号的“周长”翻译成“音长”,把脑电信号的“功率”翻译成“音量”。

这样,一组脑电信号就可以轻松翻译成一组旋律,并在计算机上进行播放。



这个视频的前半段,是人在“快速眼动睡眠”状态下的脑波音乐。由于此时大脑的活动比较活跃,因此脑波音乐的节奏比较明快。

视频的后半段,是“慢波睡眠”时期的脑波音乐,节奏则十分缓慢。

把脑波翻译成音乐,有什么用处呢?

正因为脑波与音乐之间具有如此紧密的联系,因此,把脑波音乐应用于临床治疗,就具有了一定的现实意义。例如:


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第一次听说音乐可以用在医疗上!

第一种用法是,监测大脑的活动状态。

由于大脑在不同精神状态下的脑波特性各异,脑波音乐会随之变化。例如,癫痫病患者的脑波音乐听起来“杂乱”无章,且时不时有突如其来的简短高音;而老年痴呆患者的脑波音乐,则像一条宁静的河流,当把这种音乐转换成古筝曲时,更加显得荡气回肠。

“我们可以从脑波音乐反向推测大脑的活动状态,”尧德中说,“虽然老年痴呆患者无法表达自己的感受,但从其舒缓的脑波音乐中可以推测,他的内心或许很宁静,幸福指数可能并不比我们低!”

第二种用法是,缓解疼痛。

以年轻人喜欢的牙齿矫形手术为例,研究者把这些人的脑电信号转换成脑波音乐,然后把接受测试的人分成两组,一组听自己的脑波音乐,另一组作为对照组,不听脑波音乐但接受正常的心理认知干预。最后的结果是:听自己的脑波音乐的人,其疼痛指数明显低于对照组。

第三种用法是,用脑波音乐来探究并帮助艺术创作。

脑波音乐本身即是一种“实验音乐”的形式,除此之外,聆听自己的脑波音乐是否可以强化自己的某种天分呢?那么,脑波音乐与灵感的产生之间可有何种联系?让音乐家聆听自己的脑波音乐和各类特殊人群的脑波音乐,是否会促进创作灵感的产生呢?


脑科学研究,更精彩的还在后面呢!

“脑电很有趣,音乐也很有趣,把两个有趣的东西连接起来不是更有趣吗?”

当然,要把脑波音乐应用于临床,“需要更多具有数学、仪器等学科背景的同学们投身于这项事业!”

尧德中说,大脑的机理是什么?音乐的本质是什么?脑电信号的频段划分为什么也符合黄金分割?诸多“天问”还有待探究和回答。

欢迎更多读者关注这些重大基础科学问题,关注尧德中教授团队!

探索世界的奥秘,等你一起来!


链接:

2018年9月,国际脑电图与临床神经科学学会(ECNS)决定将2018年Roy John Award授予尧德中教授,“以表彰他在电生理方面令人印象深刻和富有影响的研究”(http://www.ecnsweb.org/awards.htm)。尧德中教授是亚洲首位获此殊荣的研究学者。

Erwin Roy John(1924–2009) 被誉为定量脑电图(qEEG)和神经测量学(neurometrics)的开拓者,ECNS以其名字命名的Roy John Award每次只授予全世界在此领域做出突出贡献的一位科学家。自2012年设立该奖项以来的5次评选中,先后有4位科学家获此殊荣,他们是ECNS第6任主席、纽约州立大学Downstate医学中心Ivan Bodis-Wollner 教授(2014),比利时布鲁塞尔大学 Salvatore Campanella 教授(2015),ECNS第8任主席、美国匹兹堡大学Dean Salisbury教授(2017),我校尧德中是第4位获奖者(2018)。前三位均为临床神经精神病学家,尧德中是唯一一位以方法研究为主的学者,也是亚洲第一位获奖者。

尧德中教授现为必嬴国际大学亚洲必赢教授,必嬴国际大学必赢娱乐官网主任,亚洲必赢主任和科技部国际联合研究中心主任。中国生物医学工程学会副理事长。2005年获国家杰青,2006年获长江学者,2010年获全国优秀教师,2017 年当选美国医学与生物工程院Fellow。他所发明的脑电零参考技术被国际脑成像组织(OHBM)白皮书和国际电生理联盟(IFCN)指南所推荐。尧德中教授先后担任Brain Topography、IEEE T-NSRE等6本国际SCI期刊编委,已发表SCI论文200余篇,Google h指数49,2014-2018连续入选Elsevier“中国高被引学者”榜单。

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原文链接:https://www.toutiao.com/i6808058829620642315/

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