Ученые превратили активность птичьего мозга в песню
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Во время эксперимента с новорожденными исследователи заметили, что мозг детей способен сопоставлять количество объектов в разных «каналах» восприятия. Он реагировал по-разному на информацию о количестве, которая подавалась через слух и изображения. Это говорит о том, что человек уже рождается с базовой системой «обработки численности», то есть мозг может оценивать количество элементов еще до того, как ребенок начинает говорить или осваивать счет.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Ученые Сеченовского Университета разработали модель машинного обучения, способную различать четыре хронических заболевания легких по составу выдыхаемого воздуха. В исследовании участвовали пациенты с бронхиальной астмой, хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), муковисцидозом и лимфангиолейомиоматозом (ЛАМ).
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии