Original: http://news.stanford.edu/news/2013/september/seizure-music-research-092413.html

Звіт Стенфордського університету, 24 вересня 2013 року

Коли Кріс Чефей і Йозеф Парвізі почали перетворення записів активності мозку на музику, вони зробили це з художніми устремліннями. Професори незабаром зрозуміли, однак, що робота може привести до потужним інструментом клінічного моніторингу для виявлення закономірностей мозку, пов’язаних із нападами.

ЗА БЬОРНОМ КЕРІ

Йозеф Парвізі насолоджувався виступом квартету Kronos, коли ідея його вразила. Музична трупа була на півдорозі через шматок, в якому мелодії були засновані на радіосигнали з космосу, і Парвізі, невропатолог у Стенфордському медичному центрі, почав цікаво, що електрична активність мозку може звучати як набір музики.

У нього не було далеко ходити за допомогою. Кріс Чефей, професор музики досліджень в Стенфордському університеті, є одним з провідних світових експертів в області “музифікації” процес перетворення природних сигналів в музику. Один з його попередніх робіт займається вимірюванням зміни рівнів вуглекислого газу поблизу дозрівання томатів і перетворення цих мінливих рівнів в електронних уявлень.

Парвізі, доцент, спеціалізується на лікуванні пацієнтів, які страждають від нерозв’язних судом. Для того, щоб локалізувати джерело нападу, він поміщає електроди в мозок пацієнтів, щоб створити електроенцефалограми (ЕЕГ) записи як нормальної діяльності мозку і стан нападів.

Він розділяє ЕЕГ дані з Чефей за обопільною згодою пацієнта з дратуються, які стали встановлювати електричні шипи швидко стріляючих нейронів до музики. Чефей використовував тон, близький до голосу людського в, в надії дати слухачеві чуйними і інтуїтивне розуміння нервової діяльності.

Після першого слухають, дует зрозуміли, що вони зробили більше, ніж створити цікаву музичну п’єсу. [Прослухайте аудіозапис тут]

“Мій початковий інтерес був художнім одним серцем, але, як не дивно, ми могли б миттєво диференціювати судомної активності від не судорожними станами тільки з нашими вухами”, – сказав Чефей. “Це було схоже на перетворення радіо диск від статичного заповненого станції до чіткого один”.

Якби вони могли досягти того ж результату з даними про діяльність мозку в режимі реального часу, вони могли б бути в змозі розробити інструмент, щоб дозволити опікунам для людей, які страждають на епілепсію, щоб швидко слухати хвилі мозку пацієнта, щоб почути, чи може відбуватися невиявлення захоплення.

Парвіз і Чефей назвали пристрій “стетоскопом мозку”.

Л. А. Цицерон

Професор Кріс Чефей і магістрант дослідник Майкл Йорга обговорюють закономірності діяльності мозку у графічному поданні, зафіксовані декількома електродами.

Звук судоми

Парвізі з EEG веде діяльність регістр мозку з більш ніж 100 електродів, поміщених усередині головного мозку; Чефей вибирає певні електродні/нейронні сполучення і дозволяє їм модулювати ноти, заспівані вокалістку. У міру того як електрод фіксує підвищену активність, він змінює висоту тону та інтонації голосу співака.

Перед початком захоплення – під час так званої попередньої іктальной стадії – визирає і хлопки від кожного “співака” майже синхронізувати і потрапляють в чіткий ритм, як ніби вони йдуть провідник, сказав Чефей.

У моменти, які ведуть до події захоплення, проте, кожен зі співаків починає імпровізувати. Ноти стають все голосніше і розсіяне, як це відбувається подія повне захоплення (іктального стан). Шлях Чефей організовував його співаків, можна почути електричний шторм відбуваються на одній стороні мозку, і в кінцевому підсумку переходять в іншу півкулю, створюючи свого роду співати-офф між двома сторонами мозку.

Приблизно через 30 секунд повного на хаос, співаки починають заспокоювати, відстаючи геть в їх постіктальном ритмі. Іноді один або два труби до хаотично, але в цілому, хор звучить надзвичайно втомленим.

Це ідеальне уявлення трьох фаз події нападів, сказав Парвізі.

Частково мистецький експонат, частково експеримент

Догляд за обличчям з припадків може бути дуже важко, так як не всі судомна активність проявляється з поведінковими репліками. Часто буває неможливо дізнатися, чи є людина з епілепсією діє сплутати, тому що вони припадок, або якщо вони відчувають тип безладу, який є маркером постіктальном фази припадку.

З цією метою, Парвізі і Чефей сподіваються застосувати свою роботу по розробці пристрою, який прослуховує замкнені моделей мозку триваючого захоплення або постіктальном втомленою стану мозку.

“Хтось – можливо, мати доглядає за дитиною, – який не отримав підготовку в інтерпретації візуальних EEG можна почути судомні ритми і легко оцінити, що є патологічне явище мозку відбувається”, – сказав Парвізі.

Пристрій також може запропонувати БОС до неепілептичних пацієнтів, які хочуть чути музику свої власні мозкові хвилі створюють.

Зусилля по створенню цього пристрою фінансується Bio-X міждисциплінарні ініціативи Програми Стенфорда (Bio-X МІП), який надає гроші для міждисциплінарних проектів, які мають потенціал для поліпшення здоров’я людини інноваційними способами. Bio-X насіннєві гранти фінансуються 141 спільні дослідження, що з’єднують сотні викладачів з 2000 року перевірка концепції проектів підготували сотні публікацій, десятки патентів і більш ніж в десять разів повернутися на дослідницькі фонди в Стенфорд.

З клінічної точки зору, робота, як і раніше дуже експериментальна.

“Ми насправді просто застряг наш палець там”, – сказав Чефей. “Ми знаємо, що музика є захоплюючим, і що ми можемо почути важливі динаміку, але все ще є чудові одкровення, які будуть зроблені”.

У наступному році, Чефей і Парвізі планують представити версію системи в Центрі канторського мистецтва Стенфорда. Відвідувачі зможуть надіти гарнітуру, яка буде передавати ЕЕГ їх активності мозку на їх портативний пристрій, який перетворює його в музику в режимі реального часу.

“Це те, що мені подобається в Стенфорді”, – сказав Парвізі. “Це підживлює співробітництво між полями, які, здавалося б, світлових років один від одного – ми неврологи і професори музики – і наша спільна робота, ми сподіваємося зробити позитивний вплив на світ, в якому ми живемо”.