用腦波“創(chuàng)造”音樂

高之琳

腦電圖是通過精密的電子儀器，從頭皮上將腦部的自發(fā)性生物電位加以放大記錄而獲得的圖形

1975年，美國音樂家大衛(wèi)·羅森伯姆（David Rosenboom）創(chuàng)作的腦波音樂專輯

腦波音樂的萌芽

19世紀(jì)下半葉，生理學(xué)家艾蒂安-朱爾·馬雷開創(chuàng)了圖形法記錄各種生理信號的先河，開啟了成像技術(shù)時代。成像技術(shù)迅速發(fā)展為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中最重要的診斷技術(shù)，腦電圖基于此被發(fā)明。1929年，德國精神病學(xué)家漢斯·伯格通過一種非侵入式電極首次記錄了頭皮皮層的電信號并發(fā)表了第一份人類腦電圖報(bào)告。

1934年，著名的神經(jīng)生理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者埃德加·阿德里安將腦電信號轉(zhuǎn)化為聲音信號并通過一個揚(yáng)聲器播放。聽起來怎么樣呢？頭皮皮層采集到的腦電信號主要集中在1～100赫茲，如果將腦電信號作為音頻文件直接播放，聽起來只不過是不起眼的低頻隆隆聲。

第一首腦波音樂誕生

新的音樂類型的產(chǎn)生則要?dú)w功于那些執(zhí)著于創(chuàng)新的音樂家們。早在20世紀(jì)中期，厭倦了當(dāng)時常規(guī)音樂流派的音樂家們，便提出了實(shí)驗(yàn)音樂這一概念。

當(dāng)時，信號處理技術(shù)的進(jìn)步，腦電信號的分析方式明顯改善，也為腦波音樂的生成奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

1965年，當(dāng)時著名的物理學(xué)家埃德蒙（Edmond Dewan）和實(shí)驗(yàn)音樂作曲家阿爾文·盧塞爾（Alvin Lucie），共同設(shè)計(jì)了一個利用腦電中的阿爾法波（頻率為8～13赫茲的腦電波）來控制打擊樂器發(fā)聲的設(shè)備，創(chuàng)作并演奏出了全世界第一首腦波音樂——《獨(dú)奏之樂》（《Music for the solo performer》）。

后來，不斷有實(shí)驗(yàn)作曲家基于阿爾法波進(jìn)行實(shí)驗(yàn)音樂創(chuàng)作。例如，使用合成器將阿爾法波和其他生理信號轉(zhuǎn)化為聲音信號，再利用心跳和呼吸等與腦波共同進(jìn)行演奏;或?qū)⑺膫€音樂家的腦波融合入一首音樂等。

讓腦波音樂更好聽

20世紀(jì)80年代，樂器數(shù)字接口（Musical Instrument Digital Interface，MIDI）被提出，解決了電聲樂器之間的通信問題。20世紀(jì)末，腦電和聲音技術(shù)的進(jìn)步最終促成了腦機(jī)音樂界面（Brian-Computer Music Interface，BCMI）的產(chǎn)生。例如，通過腦電控制復(fù)雜樂器的演奏，將腦電的信號特征映射到音調(diào)、音色、音高中，編譯成MIDI格式的音樂。這使得腦波音樂越來越悅耳動聽，能夠被大眾接受。

腦波音樂治療

隨著腦波音樂生成的技術(shù)日漸成熟，其應(yīng)用價值日益被關(guān)注?；谀X電的實(shí)驗(yàn)音樂創(chuàng)作是音樂藝術(shù)領(lǐng)域的變革和創(chuàng)新，它的出現(xiàn)使得音樂創(chuàng)作和演奏對于普通人而言不再那么遙不可及。沒有樂理知識的人，甚至是殘疾人都能通過這一技術(shù)完成音樂創(chuàng)作和演奏。英國普利茅斯大學(xué)和神經(jīng)殘疾皇家醫(yī)院合作，利用這一技術(shù)幫助殘疾人音樂家進(jìn)行音樂創(chuàng)作。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，腦波音樂作為多種疾病的新型康復(fù)治療手段。研究結(jié)果證實(shí)演奏、聆聽和創(chuàng)作音樂幾乎激活了我們大腦的所有腦區(qū)和神經(jīng)系統(tǒng)，此外，處理旋律、節(jié)奏的腦區(qū)和運(yùn)動腦區(qū)緊密相關(guān)。音樂治療是失眠患者常用的輔助入睡手段。澳大利亞皇家墨爾本理工學(xué)院的藝術(shù)家和研究人員創(chuàng)造了一種誘導(dǎo)睡眠的虛擬現(xiàn)實(shí)工具——睡眠誘導(dǎo)設(shè)備（Inter-Dream）。該設(shè)備通過腦電控制音樂與視覺效果，并利用VR技術(shù)來呈現(xiàn)如萬花筒般的視覺環(huán)境。利用神經(jīng)反饋的原理，定制個人獨(dú)有的入眠環(huán)境，幫助用戶調(diào)節(jié)心理狀態(tài)，促進(jìn)其入睡。

目前，腦波音樂的應(yīng)用研究尚處于初級階段，希望有越來越多的科研人員們能夠加入腦波音樂的研究領(lǐng)域中來，進(jìn)一步推動腦波音樂的應(yīng)用。

（責(zé)任編輯/王佳穎 美術(shù)編輯/周游）

四位殘疾人音樂家利用BCMI技術(shù)，進(jìn)行四重奏音樂創(chuàng)作