惊奇！扫描大脑就能知道你在听什么歌！

关键要点

● 大脑活动可以被解码以重建感官体验和某些心理状态。

● 解码声学信息有助于为瘫痪患者开发语音假肢，但通常需要侵入式记录方法。

● 一项新研究以非侵入方式记录和解码声学信息。神经解码是神经科学的一个子领域，它使用机器学习算法从各种神经成像方法记录的大脑活动中推断或重建精神状态或感觉信息。2 月 2 日，D'Or 研究与教育研究所在《科学报告》上发表了一项研究，该研究可以通过使用人脑扫描来非常准确地识别人们正在听的歌曲。

首先来了解

大多数解码研究采用功能性磁共振成像 (fMRI)，它是记录脑血流的变化作为大脑活动的象征。在过去的十年中，研究人员对 fMRI 数据进行了解码，以检测个人记忆并根据大脑对语音的反应或他们在看电影时看到的内容重建一个人听到的内容。也许较有力的例子出现在2013 年的一项研究中，该研究使用 fMRI 解码梦中出现的视觉图像。

但是

fMRI 可以高空间分辨率记录整个大脑的活动，但不能记录很短时间尺度内的大脑活动。脑电图 (EEG) 通过附着在头皮上的电极记录脑电波活动，具有更高的时间分辨率，但空间分辨率较差。因此很难从大脑表面以外的任何地方准确记录和解码。将两者结合可以让研究人员利用每种技术的优势，这就是苏塞克斯大学的 Ian Daly 所做的解码和重建人们正在收听的个别音乐作品。

他首先使用 fMRI 和 EEG 的组合来记录 18 名参与者在听 36 种不同音乐时的大脑活动，他确定了几个对音乐有选择性反应的大脑区域：小脑、海马旁回和左侧区域和右颞叶。

组合的 fMRI-EEG 数据使戴利能够以 72% 的准确率识别参与者正在收听的单首音乐。然后，他*使用脑电图记录了另外 20 名参与者的数据，使用较前个数据集更好地定位信号源。解码脑电图数据也使他能够识别出个别音乐片段，尽管准确率较低 (59%)，这可能是因为参与者的大脑对他们听到的音乐的反应方式存在显着差异。（虽然已知节奏会影响 EEG 信号，但在本例中它并未影响结果，这表明解码并不**依赖于音乐的这一特性。）

为无语者发声

从大脑活动中解码声学信息的能力有助于开发脑机接口，从而恢复患有中风或其他可能导致瘫痪的神经系统疾病的患者的沟通。

但大多数解码声学信息的尝试都使用 fMRI，或涉及将电极直接放置在大脑表面的侵入性方法，这两种方法对于这些目的都是不切实际的。来自 D'Or Institute 的研究员 Sebastian Hoefle 希望这项研究能带来新的交流可能性，并较终相信“机器将能够将我们的音乐思想转化为歌曲。”除了提供关于我们大脑如何运作的见解之外，Hoefle 希望诸如此类的研究能够帮助我们回答以下问题：“哪些音乐特征让一些人喜欢一首歌而另一些人不喜欢？我们的大脑是否适应了特定类型的音乐？”

►Mentalab的Explore+是市场上小而灵活的研究级EEG信号采集系统，Explore+8/16/32通道脑电仪具有出色的数据采集质量，可以在各种设置中进行高质量的EEG信号记录。

►较重要的是，单极参比电极带有一个迷你防触摸连接器。这意味该设备支持干湿电极两用，可以分别适用干电极或湿电极进行实验。