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Studie: Musikstücke werden durch entschlüsselte Hirnströme erkannt

Faszinierend: Musik hinterlässt Spuren im Gehirn

23. Februar 2023

Quelle: Adobe Stock

In letzter Zeit habe ich das Gefühl, dass die Wissenschaft immer öfter Musik als Werkzeug für sich entdeckt. Diesmal geht es um Hirnforschung. Ian Daly von der Universität Essex hat erkannt, dass verschiedene Musikstücke unterschiedliche Spuren hinterlassen und dass die Musikstücke anhand dieser Spuren identifiziert werden können. Damit hat die Universität bewiesen, dass aus den Hirnströmen abgelesen werden kann, welche Musik eine Person gerade hört.

Musik löst innerhalb von Sekundenbruchteilen ein wahres Feuerwerk von Signalen im Gehirn aus. Die Wissenschaft weiß mittlerweile, welche Hirnregionen beim Musikhören besonders aktiv sind. Diese Erkenntnisse waren auch für diese Studie hilfreich. Im Unterschied zu vorherige Studien muss für die neue Methode nicht mehr die Schädeldecke geöffnet und Elektroden am Gehirn angebracht werden. Damit werden Probanden Schmerz und Leid erspart.

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Quelle: Nature

Ian Daly hat eine Methode entwickelt, um kurze Lieder anhand der neuronalen Aktivität im Gehirn zu erkennen. Er hat die schnelle Elektroenzephalografie (EEG) mit der langsamen, aber präzisen Magnetresonanztomografie kombiniert, um die Gehirnaktivität von 18 Probanden aufzuzeichnen, während diese kurze Klavierstücke hörten. Für das Experiment wurde von einer künstlichen Intelligenz komponierte Lieder verwendet. Das hatte den Vorteil, dass die Lieder den Probanden unbekannt waren und ihre Spuren im Hirn leicht zu identifizieren waren.

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Daly nutzte ein weiteres künstliches neuronales Netzwerk, um die Musik zusammen mit der aufgezeichneten Gehirnaktivität zu vergleichen. Das Ziel war es, die Lieder allein anhand der Daten zu rekonstruieren und zu erkennen. Die Genauigkeit dieser Methode betrug 72 Prozent. Wenn nur EEG-Daten genutzt wurden, lag die Wiedererkennung der Musik bei 60 Prozent.Das Entschlüsseln der neuronalen Verarbeitung von Musik im Gehirn könnte genutzt werden, um Kommunikationshilfen für nicht-sprechende Menschen zu entwickeln. Mögliche Anwendungsmöglichkeiten in der Zukunft liegen darin, Sprache mithilfe von EEG zu erkennen und zu entschlüssen. Dies könnte beispielsweise Patienten mit Locked-in-Syndrom helfen.

Quelle: Nature

Das sind Menschen, deren Hirn aktiv ist, aber sie machen den Eindruck, als würden sie sich in einem Koma befinden, obwohl sie alles um sich herum wahrnehmen. Wenn ein Locked-in Patient also einen Satz denkt, könnte dieser mithilfe einer Software entschlüsselt und ausgegeben werden.
Da Musik und Sprache komplexe akustische Signale sind, ist die Entschlüsselung eine große Herausforderung.

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Forum
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      zeitlos

      @Tomtom „Faszinierend“ ja, aber wenn das weiter perfektioniert wird und diese Methode auch auf andere Bereiche transferiert werden kann, stellt sich die Frage, ob ( z.B. in Diktaturen) „die Gedanken [weiterhin] .. frei“ bleiben. Stichwort „Gedankenpolizei“.

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        Sven Rosswog RED

        @zeitlos Das ist ein Gedanke, der sich sicherlich aufdrängen könnte. Ich möchte aber einwenden, dass ein großer Unterschied zwischen dem besteht , was ich sage und was ich denke. Wir wissen jetzt also grad mal wo unser Sprachzentrum sitzt und können sehen, wie Töne im Gehirn verarbeitet werden. Ein nicht sprechender Mensch kann uns also mit der Methode anlügen, weil sein Sprachzentrum auch ohne Lautbildung aktiv ist. Gedacht wird anderswo. Ich denke es ist sicher ultrakomplex herauszufinden, welcher Gedanke sich unter dem gesprochenen Wort befindet. Was aber schon längst bewiesen wurde ist, dass unser Gehirn sich schon längst entschieden hat etwas zu tun, während unser ich noch überlegt und dann dem Gehirn folgt.

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        Holk

        @zeitlos Naja .. wenn die gesamte Population mit einem EEG am Kopf oder in „mobilen Tomografen“ herumläuft, dann stimmt schonmal bevor überhaupt die Gedanken gelesen werden können, etwas mit der Freiheit nicht mehr ;-)

        Mit einem fMRT-Scan ist es übrigens auch möglich zu erkennen, an welches Bild jemand gerade denkt und mit genug Rechenleistung lassen sich die Gedanken dann auch fotorealistisch darstellen.

        Hier anhand Gesichtern erforscht: (Link gelöscht von der Red. Bitte für lange Links einen Link-Shortener verwenden)

  1. Profilbild
    Anjin Sun

    Einst verfolgte ich eine wirklich spannende Diskussion zwischen einem Hirnforscher, und einem „Okkultist“. Nachdem der Hirnforscher als erstes Gott als eine menschliche Illusion abstempelte, referierte er ausschweifend über das menschliche Gehirn, und seine nun breit erforschte Funktionalität. UND kein Witz, nach dem ausschweifenden Referat stellte der „Okkultist“ nur eine Frage: Und, wie funktioniert das Gehirn? Worauf der Hirn-Wissenschaftler erwiderte: Wir wissen es nicht!
    Aber er wusste das es keinen Gott gibt … na immerhin. 😁
    Fazit: Was die Wissenschaft heute als Dogma herausgibt, widerruft sie Morgen wieder. Sonst wär ja auch die Erde heut noch immer eine Scheibe!

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      Sven Rosswog RED

      @Anjin Sun Wissenschaft ist knallhart. Sobald Wissen widerlegt wurde, wird es über Bord geworfen. Natürlich gibt es innerhalb der Wissenschaft Streitereien, aber auch mehrheitlichen Konsens. Am wichtigsten ist, dass die Forschungsergebnisse von jedem anderen Wissenschaftler nachgeprüft werden können. Ganze Karrieren basieren darauf zu widerlegen oder zu bestätigen. Da trennt sich in der Regel sehr schnell Spreu von Weizen, denn wenn du grundlegende Fehler gemacht hast, bist weg vom Fenster. Dann gibt es die Theorien und über die wird natürlich gestritten. In der Wissenschaft gilt die Regel, solange es keine bessere Theorie gibt, die etwas erklärt, ist sie gültig., vereinfacht gesagt. Manche Ideen von Einstein haben 5o Jahre gebraucht um sie in der Praxis zu bestätigen. Theorienstreit und Wissenschafter sind komplex: auf ein Synthesizer bezogen muss man sich das so vorstellen, dass die da Bauteile, Chips oder Spannungen diskutieren, auf Mikroebene.
      Ist ja lustig das so ein Wissenschaftler sich mit einem Okkultisten unterhält, aber zu glauben, zu meinen war schon immer einfacher als zu wissen, weil man nichts beweisen muss. Einem Wissenschaftler fällt es leicht nicht zu wissen, weil er weiss, dass es sich nur um vorläufiges Wissen handelt. Newton funktioniert in unserem erlebten Alltag, aber Einstein fand schnell heraus, dass die Realität nicht so funktioniert, wie Newton sie beschrieb.

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        Anjin Sun

        @Sven Rosswog Als H.P. Blavatsky einst gebeten wurde ein Wunder zu vollbringen, um Zweifler zu überzeugen, sagte Sie (frei zitiert): Erwarten Sie kein HokusPokus von mir, aber ich sagen Ihnen das die Wissenschaft erkunden wird. dass das Atom teilbar ist. Laut der Tochter von Albert Einstein hatte selbiger immer eine Ausgabe der Geheimlehre von Blavatsky rumliegen.

        Witzig an dieser Diskussion war wirklich, das der Okkultist mit nur einer Frage das komplette Kartenhaus des Hirnforschers zum Einsturz brachte, und selbiger gestehen musste, dass er eben nichts weiß, sondern nur glaubt zu wissen.

        Glauben heißt nicht Wissen, aber das Wissen von heute, entpuppt sich morgen als Glaube.

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          Sven Rosswog RED

          @Anjin Sun So würde ich es nicht sagen: In der Wissenschaft geht es um Wissensvermehrung und um Erkenntnis. Lücken, Fehlannahmen werden ergänzt und korrigiert. Glauben ist absolut, es gibt kein Wenn und Aber, kein Erkenntnisgewinn und schon mal gar keine Fehler, weil der Glauben ist immer Perfekt. Es geht nur darum, den Weg des Glaubens zu beschreiten, um darin irgendwas zu sein oder zu finden. Wissen und Erkenntnis spielt überhaupt keine Rolle im Glauben, weil Glauben ohne Wissen am besten funktioniert.

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            Anjin Sun

            @Sven Rosswog Frei nach dem Motto: Ich weiß, dass ich nichts weiß.
            Dogmatik, eine Seuche die im Glauben wie auch in der Wissenschaft religiöse Züge trägt. Die letzten 3 Jahre sind hier Spiegel genug! Geisteswissenschaftliche, sowie naturwissenschaftliche Erkenntnisse, sind an die evolutionär geistige Entwicklung des Menschen gebunden. Da findet auf beiden Seiten kein Stillstand statt, sondern Entwickelung. Verkünden von Dogmatik bedeutet immer Stillstand! Egal wo …
            Der Hirnforscher wußte auf alle Fälle nach dem Gepräch, dass er nur glaubt zu wissen! Sein Dogma wurde innerhalb von Sekunden gelöscht.

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          Stratosphere AHU

          @Anjin Sun Aufgestellte naturwissenschaftliche Theorien gelten immer nur unter bestimmten Bedingungen. Die Mechanik von Newton gilt z.B. für die makroskopische Welt, aber nicht mehr auf atomarer Ebene. Daher ist sie aber nicht falsch oder Glaube. Sie funktioniert hervorragend wenn wir z B. Auto fahren.
          Ach ja, Dogmen gibt es aus meiner Erfahrung nicht in der Naturwissenschaft, das widerspricht sich.
          Und Ja, ein Experiment reicht aus, um zu zeigen dass eine Theorie nicht so gilt wie angenommen. Aber das ist nix Neues.

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      AMAZONA Archiv

      @Anjin Sun dem hirnforscher war auch vorher klar das er nicht wirklich weiß wie ein Gehirn funktioniert, sonst hätte er nichts zu forschen ;)
      was dem hirnforscher auch klar ist wie das Gehirn die Illusion von Realität und hier und jetzt erzeugt.
      wenn einem daß klar ist, hat man wohl wenig Interesse an realitätsfernen Geisteswissenschaften die rum spinnen können wie sie wollen ohne beweise oder zusammenhänge liefern zu müssen. ;)

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        AMAZONA Archiv

        BTW: Blavatsky hahaha
        was kommt als nächstes, Cthulhu‎? die Heinzelmännchen? oder gar doch der Weihnachtsmann? 😫

  2. Profilbild
    BouncyHunter

    Der Brain-to Midi-Converter rückt endlich näher!
    Im Ernst,erfreulich welche Möglichkeiten sich zur Behandlung von Hirnerkrankungen daraus ergeben können.

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