脑-机接口允许用户只用他们的思想来作曲

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Lunghammer/TU-Graz）

想象被一种神经退行性疾病“锁定”，如晚期ALS（Lou-Gehrig病），或因外伤性脊髓损伤而完全瘫痪。你仍然可以思考、梦想和感受情感，但你无法表达它们。几十年来，研究人员一直在试验脑-机接口，简称BCI，让重度残疾的人只需要用他们的大脑就可以进行交流。

“KDSP”近年来，BCI技术赋予残疾人写信息、发邮件、上网、控制智能家庭的能力，甚至移动一个电动轮椅。2010年，德国的一个研究小组利用BCI使患有ALS的人能够进行第一次“脑绘画”，有效地释放了瘫痪艺术家的创造力。

现在奥地利的一个神经工程师团队通过建立第一个完全由大脑。据《公共科学图书馆·综合》杂志发表的一篇论文称，研究人员与一群健康的志愿者一起测试了思维机器技术，他们既能模仿音乐旋律，又能准确地创作原创音乐，奥地利格拉茨理工大学神经工程研究所所长说，他受到了大脑绘画项目的成功和它给ALS患者带来的满足感的鼓舞，这些患者中有许多是前艺术家。

“他们举办过展览。“他们出售他们的作品，”穆勒普茨告诉探索者为什么不试试音乐和作曲呢？”与

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只使用大脑 ... 音乐很容易。最新的BCI技术不同于其他接口，它可以让你真正地用你的思想播放音乐。这项技术不需要使用脑电波来校准音调，而是可以通过一系列单独的字符或命令来执行任何操作。

这项技术可用于逐字拼写，或选择画笔大小和颜色。同样地，穆勒·普茨认为，它可以用来选择一种特定类型的音符——例如，一整音符或四分音符——以及音符的音调——a，B，C夏普-写一个乐谱。

BCI背后的技术已经存在了20年，是基于一种特别强的大脑信号，称为P300事件相关电位。大脑信号由戴在头上的脑电图记录下来，就像戴着游泳帽一样。因为每个人的大脑都有点不同，所以系统需要校准以准确地读取受试者的大脑。

校准是通过让受试者盯着显示6×6个字母网格的计算机屏幕来完成的。当受试者盯着屏幕时，一系列随机的闪光照亮了网格中的每一行和每一列。每次闪光时，受试者的大脑都会发出特定的波形。大脑发出的每个信号根据闪光在网格上的位置略有不同。

一旦校准结束，受试者就应该试着用他们的大脑挑选一个单独的字符。网格继续随机闪烁，就像以前一样。穆勒·普茨说，诀窍是把你的注意力集中在想要的字符上，每当该字符的行或列闪烁时，都会默默地数数。

“BCI后面的计算机算法会查找不同波形出现的位置，找出它在哪一行和哪一列，“然后识别用户选择的字符，”Müeller Putz说，他从1999年就开始与BCIs合作，

用你的头脑选择单个字符是一个缓慢的过程，但很容易学会。在穆勒·普茨的实验中，一组BCI新手在第一次尝试时能够以超过88%的准确率复制拼写单词。他们复制这张乐谱的成功率大致相同对于流行的民歌“Alouette”，虽然他们平均花了21分钟来挑出旋律的25个音符。

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，研究人员还邀请了一位专业音乐家尝试用大脑作曲。他在使用“Alouette”的复写练习中获得了更高的准确性（93.6%），但仍然需要20分钟才能完成。他在实验的自由作曲部分表现得更加熟练，在实验中，他只需14分钟就能写出26个音符的旋律，是非专业音乐家平均只需18个音符的30分钟作曲速度的两倍。

的速度并不是什么大问题，米勒·普茨解释说，因为这项技术的使用者是为了帮助“不要像我们一样匆忙地生活”。他们的观点有点不同。

团队的初步实验证明，基于P300的BCI可以用于音乐创作。下一步是尝试与残疾人，并收集他们的反馈意见。穆勒·普茨说，长期目标是从一个基于笔记本电脑的系统发展到一个足够小的可以安装在智能手机上的系统。这是最好的 ... ，让它进入家庭和音乐家的手谁想分享他们的歌曲与世界。

最初发表在探索者。