Ученые превратили активность птичьего мозга в песню — Naked Science
18 июня
Мария Кривоченко
1

Ученые превратили активность птичьего мозга в песню

2.4

Команда смогла полностью воссоздать песню птицы, считывая только ее мозговую активность. Так удалось воспроизвести даже сложные вокализации — вплоть до высоты и тембра голоса и объема звука. В будущем эта работа поможет создать вокальные протезы для людей, которые потеряли способность говорить.

Зебровые амадины / ©Роев Ручей
Зебровые амадины / ©Роев Ручей

Работа опубликована в журнале Current Biology. Команда исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) воспроизвела песню зебровой амадины. Биологи имплантировали кремниевые электроды взрослым самцам и проследили за активностью птичьего мозга — пока птицы пели. В частности, ученые регистрировали активность нейронов в сенсомоторной части мозга, которая контролирует мышцы, ответственные за пение.

Затем исследователи загрузили данные в алгоритмы машинного обучения. По задумке, с их помощью должны были воссоздать компьютерные копии реальных песен зебровой амадины на основе нейронной активности. Для этого команда использовала простые представления паттернов вокализации — изменения давления и напряжения в сиринксе (голосовом органе) птиц во время пения. Затем исследователи обучили алгоритмы сопоставлять нейронную активность с этими представлениями.

По словам авторов работы, использовать представления удобнее, чем сопоставлять нейронную активность с самими песнями. «Если вам нужно смоделировать каждый нюанс, каждую деталь лежащего в основе звука, то проблема воспроизведения становится намного сложнее. А имея простое представление, система может изучать данные — более надежные и подходящие для более широкого диапазона условий и поведения», — рассказал Викаш Гиля, автор работы.

Следующий шаг — показать, что система может реконструировать пение птиц по нейронной активности в реальном времени. Проблема будущей работы в том, что пение певчих включает в себя не только воспроизведение звука, но и постоянный мониторинг окружающей среды и обратной связи. То есть птицы сами слушают свои песни и вносят коррективы, исходя из того, что в тот момент услышали и надеются спеть дальше.

В итоге исследователи планируют создать вокальный протез для людей, которые лишись возможности говорить. Он должен работать в режиме реального времени: так человек сможет контролировать то, что говорит. «Мы взяли данные исследований за последние 40 лет, чтобы создать речевой протез — устройство, которое не просто преобразует сигналы мозга в рудиментарный набор целых слов, но дает ему возможность издавать любой звук, а значит, и любое слово, которое можно себе представить», — отметил Тимоти Гентнер, автор работы.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 17:42
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

Вчера, 18:00
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

5 часов назад
Василий Парфенов

Изучение загадочной короны черной дыры, образованной рентгеновским излучением, преподнесло интересное открытие. Космические телескопы XMM-Newton и NuSTAR смогли «увидеть» свет, отраженный веществом сразу позади невероятно массивного объекта. И хотя это очередной раз подтверждает общую теорию относительности, про основной объект исследований ученые почти не получили новых данных.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

18.06.2021
-
0
+
Ленивая работа копирайтера. Если вы пишете о воспроизведении птичьего пения, то стоило бы прикрепить файлы. Они доступны по ссылке, которую вы прикрепляете. Почему бы не добавить их в статью, если это те файлы и есть суть статьи. Другой причины, кроме как лень, найти не могу.
Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: