Bár az Elon Musk által elképzelt, az embereket szinte szuperképességekkel felruházó agy-számítógépek egyelőre még a távoli jövő zenéje, a technológiát orvosi területen már ma is egyre szélesebb körben használják betegek gyógyítására. Hogy csak néhány példát mondjunk a közelmúltból: a John Hopkins Egyetemen kifejlesztett eljárás segítségével lehetővé vált, hogy egy mozgáskorlátozott beteg önállóan egyen az agyhullámaival irányított robotkar segítségével, a spanyol Miguel Hernández Egyetem kutatói egy 16 éve megvakult nő látását adták vissza a látásért felelső agyterület stimulálásával, a Brown Egyetem által kifejlesztett vezeték nélküli eszközt két gerincvelősérültnél alkalmazták sikerrel, akik így képesek voltak a gondolataikkal irányítani egy számítógépet, nemrég pedig svájci kutatók egy agy-gerinc implantátum segítségével adták vissza egy deréktól lefelé megbénult betegnek a mozgás szabadságát.

Az agy-számítógép interfészeket emellett évek óta alkalmazzák epilepsziás betegeknél is, akiknek az agyába bizonyos esetekben úgynevezett intrakraniális elektroenkefalográfot (iEEG) ültetnek. Ezt az eljárást azoknál a betegeknél alkalmazzák, akik nem reagálnak a gyógyszeres kezelésre, így az egyetlen út a gyógyuláshoz az epilepsziát okozó agyszövet eltávolítása. A beavatkozás során az idegsebészek több ezer elektródát ültetnek a páciensek agykérgébe, amelyek segítségével néhány milliméteres pontossággal tudják megállapítani, hogy mely agyterület okozza a rohamokat, így a gócot anélkül tudják eltávolítani, hogy az agy többi részében kárt tennének.

Egy ilyen kezelés természetesen hosszú időt vesz igénybe, hiszen a pontos diagnózishoz napokig vagy akár hetekig kell megfigyelni az agyműködést. Ezt használták ki a Kaliforniai Egyetem Berkeley-i kampuszának kutatói is, akik 2012-ben és '13-ban 29, kezelés alatt álló beteget kértek meg rá, hogy a fennmaradó időben segítsenek egy másik kutatásban. Ezeknek a betegeknek összesen 2668 elektródát ültettek az agyába, amelyek közül 347 elektróda azt is képes volt érzékelni, hogy hogyan dolgozza fel az agyuk a hallott zenét. A kísérlet résztvevőinek nem volt más dolguk, mint hogy meghallgassanak egy részletet a Pink Floyd 1979-es Another Brick in the Wall (Part 1) című számából, miközben rögzítik az agyuk neurális aktivitását.

A PLOS Biology című szakmai folyóiratban néhány nappal ezelőtt publikált tanulmány szerint a kutatók az így kinyert adatokat csak évekkel később tudták elkezdeni feldolgozni, ugyanis az ehhez szükséges algoritmus csak 2017 környékére érte el azt a szintet, hogy képes legyen dekódolni az eredményeket. A mesterséges intelligencia segítségével végül sikerült pontosan meghatározni, hogy a hallott zene az agy mely területein váltott ki aktivitást, a kutatók pedig végeredményként egy olyan spektrogramot kaptak, ami vizuálisan ábrázolta a hangfrekvenciák időbeli változását. Ezt később visszaalakították hangfájllá, azt remélve, hogy az eredmény közelíteni fog az eredeti számhoz.

Mielőtt megmutatnánk, hogy mit kaptak végeredményként, érdemes meghallgatni a számnak azt a verzióját is, amit az eredeti dalból nyertek ki a kutatók úgy, hogy azt átalakították egy olyan spektogrammá, ami csak a magnitúdót vette figyelembe, majd ebből a spektogramból létrehoztak egy új hangfájlt. Ha a technológia tökéletesen működne, elvileg valahogy így kéne szólnia az emberek fejéből kiolvasott dalrészletnek.

Ez pedig az a verzió, amit a 29 páciens megfigyelése során kinyert adatokból raktak össze egy algoritmus segítségével:

A kutatók egy másik változatot is közöltek, amely csak egy páciens adataira támaszkodik, mégpedig úgy, hogy a 347 helyett csak 61 elektróda volt aktív.

Ahogy az a fenti példákból is látszik, attól egyelőre még messze járunk, hogy a mai BCI technológiával pontosan rekonstruálható legyen az emberek által hallott zene, azonban mindenképpen figyelemre méltó, hogy az eredeti szám bizonyos elemei elég jól felismerhetők a dekódolt verziókban is.

Robert Knight, a tanulmány egyik szerzője a Live Science-nek nyilatkozva elmondta, hogy bár a BCI készülékek arra már ma is alkalmasak, hogy szavakat olvassanak ki az emberek agyából, a technológia arra még alkalmatlan, hogy a hangmagasságot, a hanglejtést, a ritmust és egyéb prozódiai elemeket érzékeljen. A kutatók így azt remélik, hogy az eredményeik hozzájárulhatnak ahhoz, hogy azok az emberek, akik csak gépek segítségével tudnak kommunikálni a külvilággal (például a bezártság szindrómában szenvedők) sokrétűbben tudják kifejezni az érzéseiket.

(A cikkben közölt hanganyag forrása: Phys.org/Bellier et al., 2023, PLOS Biology, CC-BY 4.0, Borítókép: Getty Images)