用腦波“創造”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·羅森伯姆（David Rosenboom）創作的腦波音樂專輯

腦波音樂的萌芽

19世紀下半葉，生理學家艾蒂安-朱爾·馬雷開創了圖形法記錄各種生理信號的先河，開啟了成像技術時代。成像技術迅速發展為醫學領域中最重要的診斷技術，腦電圖基于此被發明。1929年，德國精神病學家漢斯·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表了第一份人類腦電圖報告。

1934年，著名的神經生理學家、諾貝爾獎獲得者埃德加·阿德里安將腦電信號轉化為聲音信號并通過一個揚聲器播放。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

新的音樂類型的產生則要歸功于那些執著于創新的音樂家們。早在20世紀中期，厭倦了當時常規音樂流派的音樂家們，便提出了實驗音樂這一概念。

當時，信號處理技術的進步，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基礎。

1965年，當時著名的物理學家埃德蒙（Edmond Dewan）和實驗音樂作曲家阿爾文·盧塞爾（Alvin Lucie），共同設計了一個利用腦電中的阿爾法波（頻率為8～13赫茲的腦電波）來控制打擊樂器發聲的設備，創作并演奏出了全世界第一首腦波音樂——《獨奏之樂》（《Music for the solo performer》）。

后來，不斷有實驗作曲家基于阿爾法波進行實驗音樂創作。例如，使用合成器將阿爾法波和其他生理信號轉化為聲音信號，再利用心跳和呼吸等與腦波共同進行演奏;或將四個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80年代，樂器數字接口（Musical Instrument Digital Interface，MIDI）被提出，解決了電聲樂器之間的通信問題。20世紀末，腦電和聲音技術的進步最終促成了腦機音樂界面（Brian-Computer Music Interface，BCMI）的產生。例如，通過腦電控制復雜樂器的演奏，將腦電的信號特征映射到音調、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日漸成熟，其應用價值日益被關注。基于腦電的實驗音樂創作是音樂藝術領域的變革和創新，它的出現使得音樂創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完成音樂創作和演奏。英國普利茅斯大學和神經殘疾皇家醫院合作，利用這一技術幫助殘疾人音樂家進行音樂創作。

在醫學領域，腦波音樂作為多種疾病的新型康復治療手段。研究結果證實演奏、聆聽和創作音樂幾乎激活了我們大腦的所有腦區和神經系統，此外，處理旋律、節奏的腦區和運動腦區緊密相關。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院的藝術家和研究人員創造了一種誘導睡眠的虛擬現實工具——睡眠誘導設備（Inter-Dream）。該設備通過腦電控制音樂與視覺效果，并利用VR技術來呈現如萬花筒般的視覺環境。利用神經反饋的原理，定制個人獨有的入眠環境，幫助用戶調節心理狀態，促進其入睡。

目前，腦波音樂的應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域中來，進一步推動腦波音樂的應用。

（責任編輯/王佳穎 美術編輯/周游）

四位殘疾人音樂家利用BCMI技術，進行四重奏音樂創作