大脑会唱歌

　　当你在深睡时，脑电波的振幅变大，转换成音乐，会很低沉，就像一首舒缓的爵士风格乐曲；当你在做梦时，脑电波振幅就变小，转换成音乐，显得会活泼一些；当你清醒时，脑电波更为活泼，转换成音乐，旋律起伏也更大

　　能缓解牙疼

　　实验表明，听了自己的脑波音乐后，虽然矫牙患者的脑电波并不能达到正常状态下的脑电波，但是和传统舒缓疼痛的效果差不多，脑电波显示有多处重合。“其实就是用正常状态下的脑电波把疼痛状态下的病人给拉回来。”

　　在监测仪器上，脑电波通常只反映出一段高低起伏的曲线图，然而，电子科大研究人员将其“翻译”成音乐后，发现两者之间有对应关系：精神状态不同，音乐的音符、曲调也会有相应的变化。并且，给矫牙患者听自己矫正前脑电波转化的音乐，可以起到一般舒缓疼痛方法同样的效果。

闭眼状态下采集脑电波转换成脑波音乐

　　戴个黄帽子

　　大脑会唱歌

　　视频里，一个男生坐在电脑前，他的头被一个“黄帽子”包裹得严严实实。一组电线从帽子边垂下，连在一块电路板上；一组USB线将电路板和电脑连接起来。不一会儿，就传来一阵“叮叮咚，叮，叮叮咚咚”的声音，音乐缓缓地从电脑里的虚拟钢琴中播放出来。在虚拟钢琴的左上方，一个白色的小窗口中，一段波纹在不停地变化。

　　“这就是脑电波。”电子科大神经信息教育部重点实验室脑机交互研究室研究员吴丹说，脑电图记录的是头皮表面的电位变化，频率通常在30赫兹以下，但也有几十到数百赫兹的频率，“我们主要研究的是脑电波30赫兹以下的信息。”

　　这段视频是在实验时录下的，那个“黄帽子”就是电极帽，电极帽采集脑电波后，通过放大器传入电脑中。“我们平时的脑电波特别微弱，清醒时不会超过100微伏。这么微弱的脑电信号，没有放大器根本无法分析。”吴丹说，脑电波被采集后，通过USB线传入电脑中，然后利用专门的软件分析脑电波，另一个软件将分析结果谱成曲，电脑按乐谱把音乐播放出来。

　　“音色、音高、音长和音强可作为生成音乐的控制变量，通常在乐曲中，音色的变化不是太频繁，所以直接将音色定为钢琴。”吴丹选取了脑电波的振幅、周期和平均功率，分别与音乐的音高、音长和音强相对应，用软件不停地计算，将得出的参数生成音符，一首脑波音乐就这样诞生了。

　　睡着醒着做梦时

　　音乐风格不同

　　“每个人在不同的精神状态下，脑电波的频率会不同，脑波音乐也会有所不同。”吴丹随即给成都商报记者放了一段音乐。听起来像溪水一般流淌，节奏时快时慢，显得欢快流畅，只是没什么旋律，可以听出“哆来咪”，但音乐没有起伏，也不成调子。“这是快速眼球运动（REM）时的脑电波，也就是人在做梦时的状态。”吴丹说，当人在深睡时，脑电波的振幅变大，转换出来的音乐变得低沉起来，就像一首舒缓的爵士风格乐曲。但当人处于做梦状态时，脑电波振幅就变小，转换成音乐，显得活泼一些；而当人在清醒时，脑电波更为活泼，转换成的音乐，旋律起伏也更大。

　　“脑波音乐呈现出单一旋律，是因为只采用了电极帽上一个电极的脑电波。”吴丹又放了一段旋律，这段旋律采用了两个电极，对称地放在人的左右脑上，两条脑电波频率不同，可谱写出两个旋律。有了和声的脑波音乐，听起来旋律更丰富，同时差别也更大。闭眼时，和声听起来要和谐一些，睁眼时的和声则稍显凌乱。吴丹解释说：“闭眼时左右脑处于同步状态，所以要和谐一些，睁眼时左右脑一般不同步，听起来就没那么和谐了”。

　　如果把所有采集到的脑电波都转换成音乐，就不仅仅是一段和声。“肯定是交响乐，需要和专业的作曲家合作才能完成了。”

　　在实验中，吴丹发现，人在闭眼和睁眼时，乐曲的调性也不同，“睁眼时，人的脑波音乐几乎都是大调的，闭眼时的音乐几乎都是小调的。”她现在暂时只发现了这一现象，背后的原理还在探索中。

　　个性化脑波音乐

　　能缓解牙疼

　　脑波音乐和其他音乐相比，旋律比较单一，但这种音乐却有缓和疼痛的作用。“我们曾和川大华西口腔医院做过一个实验，采用个性化脑波音乐，为矫正牙的病人缓解疼痛。”吴丹和正畸科的医生一起，与40个病人合作，在矫正牙前采集他们的脑电波，然后做成音乐放出来，“实验时将脑电波‘直接翻译’成音乐，没有太强调音乐性。”吴丹在这些病人第一次戴牙套后，为他们播放之前录好的脑波音乐，这些脑波音乐是他们在“正常状态”下的脑波，而且每个人脑波音乐的速度、音域范围和节奏类型都不一样。

　　吴丹还分别采集了病人正在矫正牙时与接受一般舒缓疼痛方法治疗时的脑电波。她发现，听了脑波音乐后，虽然病人的脑电波并不能达到正常状态下的脑电波，但是和传统舒缓疼痛的效果差不多，脑电波显示有多处重合。“其实就是用正常状态下的脑电波把疼痛状态下的病人给拉回来。”吴丹说。

　　吴丹说，下一步将做更多的实验，看脑波音乐能否改善失眠，对治疗抑郁症是否有效。成都商报记者 柏阳月 查婧婧 摄影报道

　　新闻人物

　　从小学钢琴的她

　　试着让脑电波弹琴

　　2006年，机缘巧合下，吴丹开始研究脑波音乐。当时，吴丹在读研二，电子科技大学特聘教授李朝义院士得知吴丹从小学习钢琴，对音乐有自己的见解，便突然把她叫去，问她音乐和脑电波之间会不会有什么联系，可不可以做这方面的研究？吴丹和导师尧德中教授商量后，觉得脑波音乐刚好和她的爱好契合，而且“脑电波中包含了很丰富的信息，音乐对大脑的影响也很奇妙”，他们认为尝试从音乐的角度来研究脑电波可能会有不同的效果。

　　在试验时，吴丹遇到的第一个问题就是如何让脑电波被人听到。由于脑电波的频率非常低，吴丹尝试了很多办法。“我曾经想过一个最简单的办法，既然频率太低听不到，那就把它直接加倍，提高到能听到的范围。”吴丹发现，出来的声音根本没法儿听，“就像收音机没收到台，全是哗哗哗的声音，完全听不出来声音的起伏，也不知道脑电波有什么变化。”吴丹做过不少实验，结果很多方法都不奏效。

　　未来，吴丹希望能在科学和艺术间找到一个平衡点，“让脑波音乐更优美一些”。吴丹表示，将脑电波转换成音乐，只是一种研究方法，最终目的是要找到脑电波的变化规律，发现大脑运行机制。