Учёные декодировали мелодии, которые люди воображают в голове, считывая электрические сигналы непосредственно с поверхности мозга, а затем реконструировали песни нота за нотой.
Исследование
В исследовании под руководством Джии Квон и Чун Ки Чуна из Сеульского национального университета, опубликованном в журнале eNeuro (Общество нейронаук), приняли участие 10 пациентов с эпилепсией, у которых уже были установлены электроды на поверхности мозга для клинического мониторинга приступов. Эта внутричерепная система дала команде редкую возможность с высоким разрешением наблюдать за активностью мозга в реальном времени.
Эксперимент проходил в три этапа. Сначала участники тихо слушали вступительные такты знакомых детских песен. Затем они мысленно представляли, как продолжается каждая мелодия, достраивая следующие такты в уме. Наконец, они пропевали свои воображаемые мелодии вслух, чтобы исследователи могли проверить, что они себе представляли.
Ключевое открытие: активность мозга содержала достаточно спектральной и временной информации, чтобы декодировать относительные высоты воображаемых нот. Что критически важно, модель была нацелена на относительные высотные классы — до, ре, ми, фа, соль, ля — а не на абсолютные частоты. Как объясняет Квон: «Это полезно, потому что люди часто узнают мелодии по соотношениям между нотами, даже когда та же мелодия играется в другой тональности».
Агрегируя предсказания на уровне отдельных нот во времени, команда реконструировала мелодические контуры, соответствующие структуре песен, которые представляли участники. Выборка из 10 пациентов мала, как это обычно бывает в инвазивных внутричерепных исследованиях, но данные внутри субъектов были богатыми — сотни электродов, регистрирующих информацию миллисекунда за миллисекундой.
Почему это важно
Это прямое нейронное доказательство того, что воображаемая музыка существует в измеримой, структурированной активности мозга — не как смутный «ментальный шум», а как декодируемые последовательности высот. Это имеет два больших следствия. Во-первых, это углубляет наше понимание слуховых образов — той же когнитивной машинерии, которую вы используете, когда песня застревает в голове или когда вы «слышите» мелодию, просто прочитав её название. Во-вторых, это подтверждение концепции для музыкальных и речевых нейроинтерфейсов, которые однажды могли бы помочь людям с тяжёлыми двигательными или речевыми нарушениями, такими как боковой амиотрофический склероз, выражать свои мысли.
Для остальных из нас это исследование — напоминание о том, что воображение не является чем-то мягким и неизмеримым. Оно работает на конкретном нейронном коде — и этот код можно тренировать.
Что вы можете сделать
- Тренируйте мелодические образы. Послушайте знакомую песню, поставьте на паузу и попробуйте «услышать» следующие несколько тактов в голове, прежде чем проверить. Это упражняет те же представления высотных классов, которые декодировало исследование.
- Транспонируйте в уме. Пропойте мелодию, затем пропойте её снова, начиная с другой ноты. Вы тренируете относительный слух — когнитивный якорь распознавания мелодий.
- Проверьте свою слуховую рабочую память. Попробуйте повторять за собой короткие последовательности тонов или нот; это пересекается с временным отслеживанием, используемым в модели декодирования.
- Поддерживайте активность слуха и ума. Музыкальное обучение и активное слушание связаны с более сильными слуховыми образами и рабочей памятью у здоровых взрослых.
Источник: Neuroscience News
Любопытно узнать о своём мозге? Пройдите наш бесплатный адаптивный тест IQ или попробуйте 306 уровней тренировки мозга.