ALS病人的福音——創作音樂不是夢

2017.10.13 09:50AM
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草根影響力新視野 編譯 鍾藝

來源 https://www.livescience.com

ALS

ALS病(肌萎縮性側索硬化症)是一種運動神經元疾病,由於脊髓受到創傷性損傷而會逐漸完全癱瘓,整個身體就像被「鎖住」一樣。雖然病人仍然可以思考,感受到情緒,但卻無法將它們表示出來。幾十年來,研究人員一直在嘗試通過電腦技術(簡稱BCI),使深層次的殘障人士跨越身體障礙,實現和外界的溝通。

近年來,BCI技術已經使ALS病人能夠寫信息,發送電子郵件,上網,控制智能家居,甚至移動電動輪椅。 2010年,德國的一個研究小組利用BCI實現了ALS病人的第一個「腦畫」,沒有動手能力的他們也可以完成繪畫,有效地釋放了癱瘓藝術家的創造力。現在,奧地利神經工程師團隊通過構建第一個完全由大腦控制的音樂作品,進一步擴大了BCI在藝術方面對病人的幫助度。奧地利格拉茨技術大學神經工程研究所負責人GernotMüeller-Putz表示,他受到「腦畫」計劃的啟迪,ALS病人可以擁有他們自己的展覽,出售他們的作品,那為何不能讓他們在音樂上有所造詣?

能夠幫助病人創造音樂的這項最新BCI技術與之前技術不同,病人可以通過自己的想法直接編輯和播放音樂。這種技術不用使用腦波來校準樂譜,而是可以執行一系列單獨的字元或命令來實現操作。利用這項技術,病人可通過字母選擇來完成單詞的拼寫,可以選擇畫筆的大小和顏色。Müeller-Putz認為,同理,它可以讓病人選擇一種特定類型的音符 – 例如整個音符或四分音符,以及音符A,B,C sharp的音調來寫出樂譜。

這項新BCI技術的原理是基於對大腦信號的捕捉。腦信號通過在頭部佩戴儀器被記錄下來然後進行分析。由於每個人的大腦有所不同,所以需要對系統進行校準,以準確地讀取大腦信息。在完成校準之後,BCI計算機演演算法可以通過大腦對特定字元或者音符出現時的波形來識別出病人想選擇的字母或者音符是哪一個。

通過對腦電波的變化捕捉來選擇字母或音符是一個緩慢的過程,但卻容易學習。在Müeller-Putz的實驗中,ALS病人能夠在第一次嘗試時就複製具有高於88%準確度的拼寫單詞。幾乎所有人都可以成功的將流行歌曲「Alouette」的25個音符選中然後進行複製,平均所花時間是21分鐘。研究人員還邀請了一位專業音樂家來進行試驗,在歌曲「Alouette」複製音符的環節他的正確率是93.6%,花費時間是20分鐘。但是在自由創作環節,他在14分鐘內就寫出一段包含26音符的旋律。速度並不是一個很大的問題,Müeller-Putz解釋說,ALS病人本身的特性決定了他們並沒有我們那麼忙碌,對生活的快節奏要求那麼高。

該項新BCI技術的下一步是徵詢更多試驗使用者的反饋,進一步縮小設備的大小,讓ALS病人可以儘可能的隨時隨地實現音樂創作。

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