إعادة ابتكار أغنية لفرقة "بينك فلويد" إنطلاقاً من أدمغة السامعين

بدأنا نشهد تقدماً بارزاً في التكنولوجيا المستعملة لفك تشفير الإشارات الدماغية، فهي تفسّر النشاط العصبي لمعرفة ما يدور في عقل الفرد، أو ما يريد قوله، أو حتى الأغنية التي يسمعها. هذا هو محور دراسة جديدة حيث تمكن باحثون أميركيون من إعادة بناء «نسخة مفهومة» من إحدى أغاني فرقة «بينك فلويد» انطلاقاً من نبضات النشاط التي تمرّ بجزء محدد من الفص الصدغي للدماغ حين كان المتطوعون يصغون إلى الأغنية الشهيرة Another Brick in the Wall.



مرّت النغمة المستهدفة بمعالجة أولية واتخذت شكل مخطط طيفي كي تصبح أكثر تماشياً مع تقنيات معالجة المعلومات السمعية في الدماغ، لكن بدت العملية المعاكسة مبهرة بسبب دقتها اللافتة.

يقول عالِم الأعصاب لودوفيك بيلييه من جامعة كاليفورنيا، بيركلي: «لقد أعدنا بناء أغنية «بينك فلويد» الكلاسيكية، Another Brick in the Wall، انطلاقاً من تسجيلات مباشرة في القشرة الدماغية البشرية، فحصلنا على لمحة عن القواعد العصبية للإدراك الموسيقي وتطبيقات فك تشفير الدماغ المستقبلية».

أراد الباحثون معرفة طريقة تفاعل الأنماط الدماغية مع عناصر موسيقية مثل الطبقات الصوتية والنغمات واكتشفوا في نهاية المطاف أن منطقة التلفيف الصدغي العلوي الواقعة في الجزء السمعي للدماغ ترتبط بالإيقاع. يبدو أن هذه المنطقة بالذات تحمل أهمية خاصة على مستوى إدراك الموسيقى وفهمها.

لجمع البيانات اللازمة عن نشاط الدماغ، استعان الباحثون بـ29 شخصاً كانوا قد زرعوا أقطاباً كهربائية في أدمغتهم لمساعدتهم على التحكم بنوبات الصرع. خضع 2668 قطباً كهربائياً لدى جميع المشاركين للمراقبة بحثاً عن أنماط عصبية محددة أثناء سماع أغنية «بينك فلويد».

ثم حلل العلماء هذه البيانات كلها عن طريق التعلم الآلي عبر استعمال نموذج فك التشفير القائم على الانحدار. في هذه الحالة، تبحث الخورازميات المحوسبة عن روابط بين الموسيقى المنتقاة وما يحصل داخل الدماغ.

بفضل عملية التعلّم هذه، تمكن الباحثون لاحقاً من عكس مسار النظام الناشط وتحديد أغنيةAnother Brick in the Wall عبر طريقة تفاعل الدماغ معها. قد تكون النسخة التي أعادوا ابتكارها مبهمة ومشوّهة بدرجة معينة، لكن لا يصعب التعرّف على الأغنية.

تضاف هذه النتائج إلى الجهود المستمرة لتحسين عمليات فك تشفير الأنماط الدماغية وتحسين الواجهات القائمة بين الأدمغة والآلات.

لنتخيل أن نتمكن يوماً من تجديد الإدراك الموسيقي لدى المصابين بخلل دماغي مثلاً، أو أن يتمكن من خسروا قدرتهم على الكلام من التفكير بالكلمات التي يريدون قولها، فتنساب النغمات والإيقاعات من تلك الكلمات أيضاً.

في النهاية، يكتب الباحثون في تقريرهم: «قد تُمهّد النتائج المرتبطة بالإدراك الموسيقي مثلاً لتطوير جهاز عام لفك تشفير المعلومات السمعية، فيشمل العناصر النمطية للكلام انطلاقاً من عدد صغير نسبياً من الأقطاب الكهربائية المزروعة في مكان مناسب».

نُشرت نتائج البحث في مجلة «بلوس بيولوجي».

• التكنولوجيا