Ученые познали механизм работы «центра музыки» в мозге

«Нам еще предстоит многое изучить в том, как человеческий мозг обрабатывает столь сложную информацию как тембр музыкальных звуков. Впоследствии мы сможет трансформировать это знание в продвинутые системы распознавания речи и приборы, возвращающие слух инвалидам», - сообщила Мунья Элхиали, работающая в университете Джона Гопкинса, который расположен в Балтиморе (Соединенные Штаты Америки).

Как пояснили исследователи, под тембром музыкальных звуков понимают все те характеристики их, которые относятся к громкости, долготе или высоте. Именно по этим свойствам мы практически мгновенно отделяем музыкальные инструменты друг от друга. К примеру, по нескольким нотам из мелодии можно опознать фортепиано или виолончель.    

Читайте также: О разработке концепции музейного центра «Эрмитаж» в Москве

Элхиали вместе со своими коллегами выяснила, каким образом человеческий мозг выполняет этот непростой магический "трюк", после того как  проследила за активностью нервных клеток, расположенных в слуховой коре, во время прослушивания звуков разных музыкальных инструментов.

Нейрофизиологами была собрана группа из двадцати добровольцев, которых попросили поучаствовать в небольшом "аудировании".

В ходе эксперимента исследователи прикрепляли к черепу испытуемых электроэнцефалограф, после чего проигрывали записи разных музыкальных инструментов. После того как записи были прослушаны добровольцами, их просили по десятибалльной шкале оценить то, насколько звуки различаются.  

Читайте также: В Ярославской областной больнице открыли центр мини-инвазивных технологий для лечения заболеваний поджелудочной железы

Когда все данные были получены и обработаны учеными, они создали компьютерную программу, которая имитирует работу так называемого «центра музыки» в человеческом мозге.

Для проверки работы данной программы учеными был использован все тот же набор звуков, что и в первом эксперименте. По словам исследователей, алгоритм определял инструменты, фиксируя субъективную разницу между их звучанием с высочайшей точность, уровень которой превысил 98 %.

После этого ученые еще усложнили испытание, дав программе прослушать композицию, где было задействовано целых тринадцать музыкальных инструментов. Алгоритм исследовательской группы под руководством Элхиали прекрасно справился и с этой задачей.

Когда ученые убедились в работоспособности алгоритма, они попытались разобраться с тем, насколько разным с точки зрения программы было звучание инструментов.   

Как оказалось, самыми непохожими, по мнению программы, оказались духовые и ударные инструменты, а самыми близкими по звучанию – духовые и струнные.

Исследователи полагают, что их достижение может быть использовано и для других целей – например, разработки систем распознавания речи, а также устройств, которые преобразуют электрические сигналы нервных клеток в звуки речи.  

Текст:

Л. Шторм