Κυριακή, 16 Ιουλίου 2017

Εγκεφαλόφωνο: δημιουργία μουσικής διαμέσου της σκέψης. Creating music by thought alone

To Εγκεφαλόφωνο είναι ένα μουσικό όργανο το οποίο χειρίζεται κανείς μόνο με την σκέψη. The Encephalophone is a musical instrument that can be played by the mind alone. Neurologist Thomas Deuel practices on the encephalophone in preparation for a gig. Credit: University of Washington

«Hands-free» μουσικό όργανο, ελεγχόμενο μέσω σκέψης, ανέπτυξαν νευρολόγοι, με σκοπό τη χρήση του από ασθενείς που έχουν προβλήματα κίνησης ή βρίσκονται στο στάδιο της αποκατάστασης από εγκεφαλικά επεισόδια, τραυματισμούς στη σπονδυλική στήλη κ.α.

Το «εγκεφαλόφωνο» περιγράφεται σε σχετικό report στο Frontiers in Human Neuroscience [The Encephalophone: A Novel Musical Biofeedback Device using Conscious Control of Electroencephalogram (EEG)].

Thomas Deuel, a neuroscientist, sound artist, and neurologist, discusses his work with music generated through conscious control of the electroencephalogram. Thomas discusses his Encephalophone, a novel musical instrument and cognitive rehabilitation device using conscious control of electroencephalogram (EEG). There is a discussion of the basic function of EEG, a historical perspective on the sonification of EEG, and a description of how the Encephalophone works and experiments proving its effectiveness, followed by future directions being pursued.

Όπως εξηγεί ο Τόμας Ντιούελ, νευρολόγος του Σουηδικού Ιατρικού Κέντρου, νευροεπιστήμονας του University of Washington και πρώτος συντάκτης του report, πρόκειται για «ένα μουσικό όργανο που ελέγχεις με τη σκέψη σου, χωρίς κίνηση».

«Είμαι μουσικός και νευρολόγος, και έχω δει πολλούς ασθενείς που έπαιζαν μουσική πριν το εγκεφαλικό ή άλλο κινητικό πρόβλημα, που δεν μπορούν πλέον να παίξουν κάποιο όργανο ή να τραγουδήσουν» λέει ο Ντιούελ. «Σκέφτηκα ότι θα ήταν θαυμάσιο το να μπορείς να χρησιμοποιήσεις ένα όργανο εγκεφάλου- υπολογιστή για να δώσεις σε ασθενείς τη δυνατότητα να παίξουν μουσική ξανά χωρίς να απαιτείται κίνηση».

Το εγκεφαλόφωνο συλλέγει εγκεφαλικά σήματα μέσω ενός ειδικού σκουφιού που μετατρέπει συγκεκριμένα σήματα σε μουσικές νότες. Η συσκευή συνδυάζεται με συνθεσάιζερ, κάτι που επιτρέπει στον χρήστη να δημιουργεί μουσική χρησιμοποιώντας ένα μεγάλο εύρος ήχων.


Ο Ντιούελ είχε αρχικά αναπτύξει το εγκεφαλόφωνο στο δικό του, ανεξάρτητο εργαστήριο, σε συνεργασία με τον Δρ. Φέλιξ Ντάρβας, γιατρό στο University of Washington. Στο πρώτο τους αυτό report, περιγράφουν την ανάπτυξη του οργάνου, καθώς και τις αρχικές τους μελέτες, οι οποίες δείχνουν πώς το όργανο μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Η προκαταρκτική μελέτη έδειξε πως 15 υγιείς ενήλικοι που αποτελούσαν την ομάδα δοκιμής ήταν σε θέση να χρησιμοποιήσουν το όργανο για να παράγουν τις επιθυμητές μουσικές νότες, χωρίς να χρειάζεται προηγούμενη εκπαίδευση.

Το εγκεφαλόφωνο μπορεί να ελεγχθεί μέσω δύο ανεξάρτητων τύπων εγκεφαλικών σημάτων: Είτε αυτών που σχετίζονται με τον οπτικό φλοιό (ανοιγοκλείνοντας τα μάτια), είτε αυτών που σχετίζονται με την κίνηση. Ο έλεγχος μέσω της σκέψης για την κίνηση ίσως να είναι πιο χρήσιμος για ασθενείς με αναπηρία, και ο Ντιούελ σχεδιάζει να συνεχίσει τις έρευνες πάνω σε αυτή την εφαρμογή- ωστόσο, οι έρευνες μέχρι τώρα δείχνουν πως ο έλεγχος μέσω του ανοίγματος/ κλεισίματος των ματιών είναι πιο ακριβής.

Επίσης, σε συνεργασία με το Center for Digital Arts and Experimental Media (DXARTS) γίνονται προσπάθειες ώστε το εγκεφαλόφωνο να αποκτήσει περαιτέρω μουσικές δυνατότητες- και να γίνει ευκολότερο στη χρήση. Κλινικές δοκιμές αναμένεται να αρχίσουν αργότερα μέσα στο έτος.

Το μικρότερο άστρο στο ορατό Σύμπαν. Smallest-ever star discovered by astronomers

Σε απόσταση 600 ετών φωτός από τη Γη, δεν είναι μεγαλύτερο σε μέγεθος από τον πλανήτη Κρόνο. Το άστρο EBLM J0555-57Ab (δεύτερο από δεξιά) σε σύγκριση με τους πλανήτες Δία και Κρόνο, αλλά και με το άστρο TRAPPIST-1. Η ακτίνα του EBLM J0555-57Ab είναι περίπου το 84% της ακτίνας του Δία (αριστερά), αλλά η μάζα του είναι 85 φορές μεγαλύτερη από αυτή του γίγαντα αερίου πλανήτη. An international team of astronomers, led by the University of Cambridge, has announced the discovery of a low-mass star, called EBLM J0555-57Ab, roughly the size of the gas giant Saturn, making it the smallest star yet discovered. Artist’s concepts of Saturn, Jupiter, EBLM J0555-57Ab and the star TRAPPIST-1. EBLM J0555-57Ab has a mass comparable to the current estimate for TRAPPIST-1, but has a radius that is nearly 30% smaller. Image credit: Amanda Smith

Αν ήταν έστω και ελάχιστα μικρότερο, δεν θα μπορούσε να συντηρήσει τη θερμοπυρηνική λάμψη του: το μικρότερο γνωστό άστρο, το οποίο μόλις ανακαλύφθηκε σε απόσταση 600 ετών φωτός από τη Γη, δεν είναι μεγαλύτερο σε μέγεθος από τον πλανήτη Κρόνο.

«Η μελέτη μας αποκαλύπτει το ελάχιστο μέγεθος που μπορούν να έχουν τα άστρα» λέει ο Αλεξάντερ Μπέτικερ του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ, πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης στην επιθεώρηση Astronomy & Astrophysics.

Αν το άστρο ήταν λίγο μικρότερο, εξηγεί, η πίεση στον πυρήνα του δεν θα ήταν αρκετά μεγάλη για να διατηρήσει τις θερμοπυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης υδρογόνου, οι οποίες τροφοδοτούν όλα τα άστρα.

«Το άστρο αυτό είναι μικρότερο και πιθανώς ψυχρότερο από ορισμένους γιγάντιους αέριους εξωπλανήτες» επισημαίνει ο Μπέτικερ.

Σε ένα δυαδικό σύστημα

Focused image of the EBLM J0555-57 binary system by the Swiss 1.2-m Leonhard Euler Telescope at ESO’s La Silla Observatory. Image credit: Alexander von Boetticher et al.

Το μικρούλι άστρο, με την ονομασία EBLM J0555-57Ab, ανήκει σε ένα δυαδικό σύστημα, κινείται δηλαδή σε τροχιά γύρω από ένα δεύτερο άστρο, το οποίο στη συγκεκριμένη περίπτωση έχει πολύ μεγαλύτερη μάζα.

Ανακαλύφθηκε χάρη σε μια τεχνική που χρησιμοποιείται κανονικά για τον εντοπισμό πλανητών γύρω από μακρινά άστρα: το EBLM J0555-57Ab προκαλεί έναν ανεπαίσθητο κλυδωνισμό στο συνοδό του άστρο, καθώς περιφέρεται γύρω του, και η μέτρηση αυτού του κλυδωνισμού μπορεί να αποκαλύψει τη μάζα και άλλα χαρακτηριστικά.

Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, τα άστρα με μάζα μικρότερη από το 20% της μάζας του Ήλιου είναι τα πιο άφθονα στο Σύμπαν.

Δεν είναι όμως καλά κατανοητά, καθώς το μικρό μέγεθος και η χαμηλή φωτεινότητά τους δυσχεραίνουν τον εντοπισμό τους.