I ricercatori sono riusciti a leggere la mente ricreando una canzone dei Pink Floyd dalle onde cerebrali degli ascoltatori

Gli elettrodi hanno raccolto i segnali cerebrali mentre le persone ascoltavano “Another Brick in the Wall, Part 1”, poi i computer hanno prodotto un brano confuso ma riconoscibile

In un nuovo studio, pubblicato sulla rivista PLOS Biology, i partecipanti, muniti di elettrodi sul cervello, hanno ascoltato “Another Brick in the Wall, Part 1”, tratta dall’album del gruppo rock The Wall del 1979.

I ricercatori hanno poi utilizzato il modello computerizzato per convertire i segnali degli elettrodi in audio. Le barre ricreate hanno un suono confuso, un’eco distorta del brano originale, ma gli elementi inconfondibili del ritmo, della melodia e dell’armonia della canzone traspaiono.

Shailee Jain, neuroscienziata dell’Università della California di San Francisco che non ha partecipato alla ricerca, ha commentato così quanto ottenuto:

Questi risultati entusiasmanti si basano sul lavoro precedente di ricostruzione del linguaggio semplice a partire dall’attività cerebrale. Ora siamo in grado di scavare davvero nel cervello per scoprire il sostentamento del suono.

Una speranza per le persone che non sono in grado di comunicare con le parole

I ricercatori lavorano da anni alla decodifica dell’attività cerebrale con l’intelligenza artificiale. Hanno provato a leggere le scansioni cerebrali per determinare le parole che le persone ascoltano e hanno persino tentato di tradurre intere storie. Un altro studio mirava a riprodurre le immagini che i partecipanti guardavano.

Questa tecnologia potrebbe un giorno essere utilizzata per aiutare le persone che non sono in grado di comunicare con le parole. Ludovic Bellier, neuroscienziato dell’Università della California, Berkeley, e coautore del nuovo studio, spera che i risultati possano aiutare le persone che hanno difficoltà a parlare a causa di ictus, lesioni o malattie, dando un senso alla loro attività cerebrale.

Per il nuovo studio, i ricercatori hanno fatto ascoltare la canzone dei Pink Floyd a 29 partecipanti affetti da epilessia. Come trattamento per l’epilessia, le persone scelte avevano già degli elettrodi impiantati nel cervello. La canzone è stata suonata in sala operatoria mentre i pazienti venivano sottoposti a un intervento chirurgico volto a prevenire le crisi.

Si è compreso quali parti specifiche del cervello sono coinvolte nella percezione della musica

Gli scienziati hanno addestrato un modello computerizzato sui dati cerebrali dei partecipanti mentre ascoltavano circa il 90% della canzone dei Pink Floyd. Ma il restante 10% – una clip di 15 secondi a metà del brano – è stato escluso dai dati di addestramento.

Invece, il team ha chiesto all’algoritmo di ricreare questa sezione della musica a partire dall’attività cerebrale, in base ai modelli che aveva appreso. L’équipe ha addestrato 128 modelli, ciascuno operante a una frequenza diversa, e insieme hanno fatto corrispondere i segnali specifici degli elettrodi a determinate caratteristiche della musica.

Oltre alla creazione di un brano musicale struggente, lo studio ha anche fornito indicazioni su quali parti specifiche del cervello sono coinvolte nella percezione della musica. Secondo la ricerca, entrambi gli emisferi svolgono un ruolo, ma l’emisfero destro è più coinvolto di quello sinistro, a conferma di quanto emerso da altri lavori.

Il giro temporale superiore, situato nel lobo temporale, sembra essere fortemente coinvolto nella percezione musicale, con una particolare sottoregione collegata al ritmo. Secondo lo studio, ricerche precedenti hanno collegato diverse parti del cervello alla percezione di aspetti specifici della musica, tra cui l’altezza, il ritmo e la struttura del suono, chiamata timbro.

In futuro, i ricercatori auspicano che le loro intuizioni possano aiutare i dispositivi a tradurre i segnali cerebrali in parole per incorporare gli elementi più musicali del linguaggio. Il linguaggio, come la musica, comprende cambiamenti di ritmo, altezza e volume che sono una parte vitale della comunicazione. Bellier ha precisato:

Questi elementi, che chiamiamo prosodia, veicolano un significato che non possiamo comunicare con le sole parole.

I ricercatori hanno scelto la canzone dei Pink Floyd per questo studio, in parte perché contiene un mix di parole cantate e sezioni strumentali. Ma avevano anche un’altra ragione: i partecipanti amavano i Pink Floyd.

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Fonte: PLOS Biology

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