用脑波“创造”音乐

高之琳

脑电图是通过精密的电子仪器，从头皮上将脑部的自发性生物电位加以放大记录而获得的图形

1975年，美国音乐家大卫·罗森伯姆（David Rosenboom）创作的脑波音乐专辑

脑波音乐的萌芽

19世纪下半叶，生理学家艾蒂安-朱尔·马雷开创了图形法记录各种生理信号的先河，开启了成像技术时代。成像技术迅速发展为医学领域中最重要的诊断技术，脑电图基于此被发明。1929年，德国精神病学家汉斯·伯格通过一种非侵入式电极首次记录了头皮皮层的电信号并发表了第一份人类脑电图报告。

1934年，著名的神经生理学家、诺贝尔奖获得者埃德加·阿德里安将脑电信号转化为声音信号并通过一个扬声器播放。听起来怎么样呢？头皮皮层采集到的脑电信号主要集中在1～100赫兹，如果将脑电信号作为音频文件直接播放，听起来只不过是不起眼的低频隆隆声。

第一首脑波音乐诞生

新的音乐类型的产生则要归功于那些执着于创新的音乐家们。早在20世纪中期，厌倦了当时常规音乐流派的音乐家们，便提出了实验音乐这一概念。

当时，信号处理技术的进步，脑电信号的分析方式明显改善，也为脑波音乐的生成奠定了技术基础。

1965年，当时著名的物理学家埃德蒙（Edmond Dewan）和实验音乐作曲家阿尔文·卢塞尔（Alvin Lucie），共同设计了一个利用脑电中的阿尔法波（频率为8～13赫兹的脑电波）来控制打击乐器发声的设备，创作并演奏出了全世界第一首脑波音乐——《独奏之乐》（《Music for the solo performer》）。

后来，不断有实验作曲家基于阿尔法波进行实验音乐创作。例如，使用合成器将阿尔法波和其他生理信号转化为声音信号，再利用心跳和呼吸等与脑波共同进行演奏;或将四个音乐家的脑波融合入一首音乐等。

让脑波音乐更好听

20世纪80年代，乐器数字接口（Musical Instrument Digital Interface，MIDI）被提出，解决了电声乐器之间的通信问题。20世纪末，脑电和声音技术的进步最终促成了脑机音乐界面（Brian-Computer Music Interface，BCMI）的产生。例如，通过脑电控制复杂乐器的演奏，将脑电的信号特征映射到音调、音色、音高中，編译成MIDI格式的音乐。这使得脑波音乐越来越悦耳动听，能够被大众接受。

脑波音乐治疗

随着脑波音乐生成的技术日渐成熟，其应用价值日益被关注。基于脑电的实验音乐创作是音乐艺术领域的变革和创新，它的出现使得音乐创作和演奏对于普通人而言不再那么遥不可及。没有乐理知识的人，甚至是残疾人都能通过这一技术完成音乐创作和演奏。英国普利茅斯大学和神经残疾皇家医院合作，利用这一技术帮助残疾人音乐家进行音乐创作。

在医学领域，脑波音乐作为多种疾病的新型康复治疗手段。研究结果证实演奏、聆听和创作音乐几乎激活了我们大脑的所有脑区和神经系统，此外，处理旋律、节奏的脑区和运动脑区紧密相关。音乐治疗是失眠患者常用的辅助入睡手段。澳大利亚皇家墨尔本理工学院的艺术家和研究人员创造了一种诱导睡眠的虚拟现实工具——睡眠诱导设备（Inter-Dream）。该设备通过脑电控制音乐与视觉效果，并利用VR技术来呈现如万花筒般的视觉环境。利用神经反馈的原理，定制个人独有的入眠环境，帮助用户调节心理状态，促进其入睡。

目前，脑波音乐的应用研究尚处于初级阶段，希望有越来越多的科研人员们能够加入脑波音乐的研究领域中来，进一步推动脑波音乐的应用。

（责任编辑/王佳颖 美术编辑/周游）

四位残疾人音乐家利用BCMI技术，进行四重奏音乐创作