• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
18.06.2021
Мария Кривоченко
1
1 357

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 18:28
Анна Новиковская

Историки долго мучились вопросом, почему древние римляне — те же, что сумели выстроить множество великолепных произведений архитектурного искусства, — с завидной регулярностью изготавливали странно асимметричные игральные кости, похожие на плохо слепленные детские поделки. Теперь у них есть возможный ответ на эту загадку.

Вчера, 15:22
Ольга Иванова

Антропологи из США и Великобритании опровергли результаты исследований других ученых, опубликованные в прошлом году, и пришли к выводу, что мозг человека не уменьшался с момента трех тысяч лет назад. Более того, этого, похоже, не происходило с момента появления нашего вида — Homo sapiens.

Вчера, 18:31
Александра Медведева

Ученые обнаружили новый источник кислорода, который мог повлиять на эволюцию жизни еще до появления фотосинтеза. Оказалось, в сейсмически активных регионах вода при высоких температурах может вступать в реакцию с дефектами на поверхности горных пород, образуя перекись водорода, которая, в свою очередь, может служить источником кислорода для гипертермофильных бактерий.

6 августа
Сергей Васильев

Наблюдения показали, что планеты — мини-нептуны могут терять атмосферу под действием излучения своих звезд, переходя в группу каменистых планет-сверхземель.

Позавчера, 18:28
Анна Новиковская

Историки долго мучились вопросом, почему древние римляне — те же, что сумели выстроить множество великолепных произведений архитектурного искусства, — с завидной регулярностью изготавливали странно асимметричные игральные кости, похожие на плохо слепленные детские поделки. Теперь у них есть возможный ответ на эту загадку.

Вчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Федеральная программа материнского капитала (и ее региональные аналоги) действительно приводит к тому, что семьи чаще и быстрее решаются завести второго ребенка. К такому выводу пришли сотрудники Исследовательской рабочей группы по экономико-математическому моделированию демографических процессов факультета экономических наук НИУ ВШЭ.

11 июля
Василий Парфенов

Доступность высококачественных и актуальных данных от спутников дистанционного зондирования Земли растет с каждым годом. Такие компании, как Capella Space и Maxar Technologies, несколько лет подряд предлагают всем желающим беспрецедентно дешевые радарные и оптические снимки земной поверхности высокого разрешения. Это позволяет гражданским аналитикам наблюдать за военными объектами по всему миру и находить интересные артефакты.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

[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?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: