STUDIU. „Another Brick in the Wall” by Pink Floyd, redată prin reconstituirea undelor cerebrale – implicații majore pentru persoanele cu probleme de vorbire

Acces la inovație

Dr. Ana Maria Vasile
10 octombrie 2023
Citit de 160 ori.

Înțelegerea substratului neuronal implicat în percepția muzicii, definită ca procesarea sunetelor muzicale – de la acustică la reprezentări neuronale și înțelegerea acestora, este un țel important în neuroștiință. În ultimele decenii au fost înregistrate progrese în înțelegerea bazei neuronale a percepției muzicii, cu studii multiple care evaluează rețelele neuronale implicate în procesarea elementelor muzicale izolate. S-a stabilit că percepția muzicii se bazează pe o rețea vastă a neuronilor din regiuni corticale și subcorticale, implicând cortexul auditiv primar și secundar, zone senzorio-motorii și girusurile frontale inferioare. În ciuda suprapunerii cu rețeaua neuronală implicată în percepția vorbirii, unele regiuni cerebrale de la nivelul lobilor frontali și temporali sunt activate preferențial în timpul procesării muzicii, cu activitate mai crescută la nivelul emisferei drepte comparativ cu cea stângă, care este dominantă în timpul vorbirii.

Într-un studiu publicat în jurnalul PLOS Biology, cercetătorii au reușit să redea melodia „Another Brick in the Wall, Part 1” a formației Pink Floyd prin reconstituirea undelor cerebrale înregistrate în timp ce pacienții ascultau melodia.

Aceasta este prima dată când s-a reconstruit un cântec doar din înregistrări de la nivelul creierului, în speranța că în viitor persoanele care suferă de sindromul „locked in” vor putea avea un discurs mai natural prin intermediul unor interfețe creier-computer. În prezent, există modalități de comunicare, însă vorbirea este robotică, fiind dat exemplul cel mai faimos de sindrom „locked in” – Stephen Hawking.

„Discursul nostru este compus din cuvinte, dar există muzicalitate în ceea ce spunem, oamenii adăugând înțelesuri si emoții diferite cuvintelor, bazându-se pe concepte muzicale ca intonația și ritmul”, a declarat Dr. Robert Knight, profesor de psihologie și neuroștiințe, University of California, Berkeley.

Pentru acest studiu au fost înregistrate date de la 29 de pacienți în anii 2012 și 2013, prin implantarea unor electrozi la nivelul creierului acestora, care captau activitatea electrică din regiunile care procesează tonul, ritmul, armonia muzicală și cuvintele, în timp ce ascultau un clip de 3 minute al melodiei de la Pink Floyd.

Începând cu anul 2017, autorii studiului au început să introducă datele obținute prin înregistrarea undelor cerebrale într-un computer care făcea o analiză a informației. Algoritmul a ajuns în timp să fie capabil să decodeze activitatea cerebrală într-o reconstituire a cântecului ascultat de pacienți cu ani în urmă.

„Aceste descoperiri sunt promițătoare în ideea îmbunătățirii calității detecției semnalului prin interfețele creier-computer prin axarea pe girusurile temporale superioare. Acest lucru oferă speranță pacineților care au probleme de comunicare din cauza diferitelor boli neurologice, cum ar fi scleroza laterală amiotrofică sau traumatismele cerebrale”, a relatat Dr. Alexander Pantelyat, neurolog, violonist și director al Johns Hopkins Center for Music and Medicine, neimplicat însă în studiu, într-un articol publicat în Health Day.

În acest moment, tehnologia nu este destul de avansată astfel încât să poată fi reprodusă vorbirea cu o calitate asemănătoare reproducerii cântecului folosind EEG-ul de la nivelul scalpului, necesitând implantarea electrozilor la nivelul creierului, fiind o metoda invazivă de înregistrare a undelor cerebrale. Prin aceste descoperiri se poate ajunge în viitor la îmbunătățirea detecției semnalului de la nivel cerebral cu ajutorul interfețelor creier-computer și implicit al discursului persoanelor care suferă de boli neurologice.

Citește și: