Musica, con l’IA ricostruita canzone dei Pink Floyd dal cervello

La musica è un’esperienza universale che attraversa età e culture, e ora, gli scienziati dell’Università di California (UC), Berkeley, hanno dimostrato che è possibile ricostruire versioni riconoscibili delle classiche canzoni dei Pink Floyd direttamente dall’attività cerebrale registrata mentre i pazienti ascoltavano una delle canzoni della band. In uno studio rivoluzionario, i ricercatori hanno analizzato i dati provenienti da oltre 2.000 elettrodi posizionati direttamente sulla superficie dei cervelli di 29 pazienti neurochirurgici. Utilizzando modelli non lineari, hanno decodificato l’attività cerebrale e ricostruito la canzone “Another Brick in the Wall, Part 1”.

“All in all it was just a brick in the wall” riconosciuto chiaramente

Il risultato è stato sorprendente: la frase “All in all it was just a brick in the wall” è stata riconoscibile nella canzone ricostruita, con i ritmi intatti e le parole leggermente confuse ma decifrabili. Questa è la prima volta che i ricercatori sono riusciti a ricostruire una canzone riconoscibile da registrazioni cerebrali. Inoltre, i modelli di codifica hanno rivelato una nuova sotto-regione corticale nel lobo temporale che sottende la percezione del ritmo, il che potrebbe essere sfruttato dalle future interfacce cervello-macchina.

Il potenziale dell’analisi delle onde cerebrali

La ricostruzione dimostra la fattibilità di registrare e tradurre le onde cerebrali per catturare gli elementi musicali della parola, nonché le sillabe. Negli esseri umani, questi elementi musicali, chiamati prosodia, che includono ritmo, stress, accento e intonazione, portano un significato che le sole parole non trasmettono. E poiché queste registrazioni di elettroencefalografia intracranica (iEEG) possono essere effettuate solo dalla superficie del cervello, il più vicino possibile ai centri uditivi, nessuno ascolterà le canzoni nella testa di nessuno a breve termine.

Nuove prospettive per chi ha difficoltà a comunicare?

Tuttavia, per le persone che hanno difficoltà a comunicare a causa di un ictus o di una paralisi, tali registrazioni da elettrodi sulla superficie del cervello potrebbero aiutare a riprodurre la musicalità del linguaggio che manca nelle attuali ricostruzioni robotiche. Con l’avanzare delle tecniche di registrazione cerebrale, potrebbe essere possibile in futuro effettuare tali registrazioni senza dover aprire il cervello, magari utilizzando elettrodi sensibili attaccati al cuoio capelluto.

Il dottor Ludovic Bellier, autore principale dello studio, ha commentato: “Abbiamo ricostruito la classica canzone dei Pink Floyd ‘Another Brick in the Wall’ direttamente dalle registrazioni corticali umane, fornendo così spunti sulle basi neurali della percezione musicale e sulle future applicazioni di decodifica cerebrale.” Il loro studio è stato pubblicato su PLOS Biology con il titolo “La musica può essere ricostruita dall’attività del córtex uditivo umano usando modelli di decodifica non lineari.” Gli autori suggeriscono di aver aggiunto “un altro tassello alla nostra comprensione del processo musicale nel cervello umano”.

Il Potere della Musica

La musica è una parte fondamentale delle nostre vite emotive, cognitive e sociali, ed è un’esperienza universale che attraversa età e culture. Comprendere il substrato neurale che sostiene la percezione musicale è un obiettivo centrale nella neuroscienza uditiva.

La Tecnologia Attuale e Futura

La tecnologia attuale delle interfacce cervello-macchina utilizzate per aiutare le persone a comunicare quando non possono parlare è in grado di decodificare le parole, ma le frasi prodotte hanno una qualità robotica. “Al momento, la tecnologia è più simile a una tastiera per la mente”, ha dichiarato il dottor Bellier. “Non puoi leggere i tuoi pensieri da una tastiera. Devi premere i pulsanti. E produce una voce piuttosto robotica; sicuramente c’è meno di quella che chiamo libertà espressiva”.

Questo studio prosegue una lunga tradizione di ricerca sulla decodifica dell’attività cerebrale per la comunicazione. Nel 2012, il professor Robert Knight e il dottor Brian Pasley dell’UC Berkeley furono i primi a ricostruire le parole udite da una persona basandosi solo sull’attività cerebrale registrata. Questa nuova ricerca suggerisce che registrare dalle regioni uditive del cervello, dove tutti gli aspetti del suono vengono elaborati, può catturare altri elementi del linguaggio cruciali per la comunicazione umana.

Le implicazioni cliniche della ricerca di UC Berkeley

Questi risultati potrebbero avere implicazioni per le interfacce cervello-macchina, come i dispositivi protesici che migliorano la percezione della prosodia, il ritmo e la melodia del linguaggio. Questo offre la possibilità di aggiungere musicalità agli impianti cerebrali futuri per le persone che ne hanno bisogno, come chi soffre di SLA o di altre disabilità neurologiche o sviluppamentali che compromettono l’output vocale.

In sintesi, questo studio dell’UC Berkeley getta nuova luce sulla straordinaria complessità della percezione musicale nel cervello umano e offre spunti rivoluzionari per il futuro delle interfacce cervello-macchina e della comunicazione umana per coloro che hanno difficoltà a parlare. La musica dei Pink Floyd ha dimostrato ancora una volta di avere il potere di ispirare non solo le emozioni, ma anche la scienza e la tecnologia.