Neurowissenschaftler entschlüsselten einen Pink Floyd-Song unter Verwendung der Gehirnaktivität der Menschen.

In dem, was wie etwas aus einem Science-Fiction-Film erscheint, haben Wissenschaftler den berühmten Pink Floyd Song "Another Brick in the Wall" aus den Gehirnen von Menschen extrahiert.

Mithilfe von Elektroden, Computermodellen und Gehirnscans konnten Forscher zuvor einzelne Wörter und ganze Gedanken aus der Gehirnaktivität von Menschen entschlüsseln und rekonstruieren (SN: 11/15/22; SN: 5/1/23).

Die neue Studie, veröffentlicht am 15. August in PLOS Biology, fügt Musik in die Mischung ein und zeigt, dass auch Songs aus der Gehirnaktivität entschlüsselt werden können. Sie offenbart auch, wie verschiedene Gehirnbereiche eine Vielzahl von akustischen Elemente aufnehmen. Diese Erkenntnisse könnten letztendlich dazu beitragen, Geräte zu verbessern, die die Kommunikation von Menschen mit Lähmungen oder anderen Einschränkungen der Sprachfähigkeit ermöglichen.

Menschen hörten den Song "Another Brick in the Wall" von Pink Floyd, während ihre Gehirnaktivität überwacht wurde. Mithilfe dieser Daten und einem Computermodell konnten die Forscher Klänge rekonstruieren, die dem Song ähneln.

Um den Song zu entschlüsseln, analysierten der Neurowissenschaftler Ludovic Bellier von der University of California, Berkeley, und seine Kollegen die Gehirnaktivität, die von Elektroden aufgezeichnet wurde, die in den Gehirnen von 29 Epilepsie-Patienten implantiert waren. Während sie sich im Krankenhaus einer Überwachung wegen der Störung unterzogen, hörten die Menschen den Rocksong von 1979.

Die Nervenzellen der Menschen, insbesondere diejenigen in den auditiven Bereichen, reagierten auf das Hören des Songs, und die Elektroden erfassten nicht nur neuronale Signale, die mit Wörtern zusammenhängen, sondern auch Rhythmus, Harmonie und andere musikalische Aspekte, fand das Team heraus. Mit diesen Informationen entwickelten die Forscher ein Computermodell zur Rekonstruktion der Klänge aus den Gehirnaktivitätsdaten und stellten fest, dass sie Klänge erzeugen konnten, die dem Song ähneln.

"Es ist eine wahre Meisterleistung", sagt Robert Zatorre, ein Neurowissenschaftler an der McGill University in Montreal, der nicht an der Studie beteiligt war. "Denn wenn man die Aktivität von Neuronen direkt aus dem Gehirn aufzeichnet, erhält man sehr direkte Informationen darüber, wie genau die Aktivitätsmuster sind."

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Die Studie verdeutlicht, welche Teile des Gehirns auf unterschiedliche Elemente der Musik reagieren. Zum Beispiel intensivierte sich die Aktivität in einem Bereich im unteren Mittelteil beider Seiten des Gehirns, dem sogenannten Superior Temporal Gyrus (STG), beim Einsetzen bestimmter Klänge, wie etwa beim Spielen einer Gitarrennote. Ein anderer Bereich im STG erhöhte seine Aktivität und hielt sie aufrecht, wenn Gesang verwendet wurde.

Das STG auf der rechten Seite des Gehirns, nicht jedoch auf der linken, scheint für das Entschlüsseln von Musik entscheidend zu sein. Wenn die Forscher Informationen aus diesem Gehirnbereich in das Computermodell entfernten, verringerte sich die Genauigkeit der Song-Rekonstruktion.

"Musik ist ein Kernbestandteil der menschlichen Erfahrung", sagt Bellier, der seit seinem 6. Lebensjahr Instrumente spielt. "Wenn wir verstehen, wie das Gehirn Musik verarbeitet, können wir wirklich etwas über die menschliche Natur erfahren. Man kann in ein Land gehen und die Sprache nicht verstehen, aber die Musik genießen."

Es wird wahrscheinlich schwierig sein, die Wahrnehmung von Musik weiterhin zu untersuchen, da die Gehirnbereiche, die sie verarbeiten, schwer zugänglich sind, ohne invasive Methoden anzuwenden. Zatorre fragt sich auch nach der breiteren Anwendung des Computermodells, das nur auf einem Song trainiert wurde. "Funktioniert es auch bei anderen Arten von Klängen, wie einem bellenden Hund oder einem klingelnden Telefon?", fragt er.

Das Ziel sei es laut Bellier, irgendwann in der Lage zu sein, neben Musik auch natürliche Klänge zu entschlüsseln und zu generieren. Kurzfristig könnten die Integration der musikalischeren Elemente der Sprache, einschließlich Tonhöhe und Klangfarbe, in Gehirn-Computer-Geräten dazu beitragen, dass Menschen mit Hirnläsionen, Lähmungen oder anderen Zuständen besser kommunizieren können.

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