Вчені з'ясували, як мозок людини розрізняє музичні інструменти

Під час експерименту вчені прикріплювали електроенцефалограф до черепа своїх підопічних і програвали аудіозаписи різних музичних інструментів.

Нейрофізіологи вивчили "центр музики" в мозку людини і розробили комп'ютерну програму, здатну "впізнати" практично будь-який музичний інструмент за декількома нотами, говориться в статті, опублікованій в журналі PLoS Computational Biology.

"Нам ще доведеться багато чого вивчити в тому, як людський мозок обробляє настільки складну інформацію як тембр музичних звуків. Згодом ми зможемо трансформувати це знання в просунуті системи розпізнавання мови і прилади, що повертають слух інвалідам", - заявила керівник групи вчених Мунья Елхіалі з університету Джона Гопкінса в Балтіморі (США).

Як пояснюють вчені, тембром музичних звуків вважаються усі ті їх характеристики, які не відносяться до їх висоти, довготи або гучності. За цими властивостями ми можемо практично миттєво визначити музичні інструменти, наприклад, фортепіано або віолончель, по декількох нотах з мелодії.

Елхіалі і її колеги з'ясували, як мозок людини виконує цей магічний "трюк", простеживши за активністю нервових клітин у слуховій корі під час прослуховування звуків різних музичних інструментів.

Нейрофізіологи зібрали групу з двадцяти добровольців і попросили їх взяти участь у невеликому "аудіюванні".

Під час експерименту вчені прикріплювали електроенцефалограф до черепа своїх підопічних і програвали аудіозаписи різних музичних інструментів. Після прослуховування записів біологи просили добровольців оцінити, наскільки відрізняються ці звуки, за десятибальною шкалою.

Автори статті використовували дані, отримані під час цього експерименту, для створення комп'ютерної програми, що імітує роботу "центру музики" в мозку людини.

Для перевірки її роботи вчені використовували той же самий набір звуків з першого експерименту. За словами вчених, алгоритм визначав музичні інструменти і фіксував суб'єктивну "відстань" між їх звучанням з дуже високою точністю, що перевищувала 98%.

Потім вчені ускладнили випробування - вони дали програмі прослухати запис композиції, в програванні якої було задіяно 13 музичних інструментів. Алгоритм Елхіалі та її колег успішно впорався з цим завданням.

Переконавшись в працездатності алгоритму, нейрофізіологи спробували з'ясувати, наскільки різним було звучання музичних інструментів з різних класів з точки зору програми.

Зокрема, духові та ударні інструменти були найбільш несхожими з точки зору програми, а струнні та духові були найближчими за звучанням.

Елхіалі і її колеги вважають, що результати їх роботи і комп'ютерна програма можуть бути використані і для інших цілей, зокрема розробки систем розпізнавання мови і пристроїв, що перетворюють електричні сигнали в нервових клітинах в звуки мови. !zn

Читайте також:

Доісторична людина мала потребу в м'ясі вже 1,5 млн років тому

У Китаї знайдено останки невідомого предка людини (фото)

Вчені знайшли докази існування мультиплікації в кам'яному столітті (ВІДЕО)