Neuer Algorithmus hilft Cochlea-Implantate erkennen Musik

(ISNS)--Menschen, die Cochlea-Implantate platziert in ihren Köpfen haben oft nie einen Sound in ihrem Leben vor ihrem Implantat gehört hatte. Sobald das Gerät gelegt wird, sie hören erleben können, und oft sogar menschliche Sprache verstehen können.

Musik, zu hören ist jedoch unerreichbar geblieben.

Doch nun haben Forscher an der University of Washington in Seattle einen Algorithmus, der erheblich die Tonqualität von bestehenden Implantaten bis zu dem Punkt verbessert wo Musik klingt wie etwas anderes als eine zufällige Geschrei entwickelt.

Menschen mit den aktuellen Versionen von Cochlea-Implantaten Rhythmus, hören können, sagte Les Atlas, Professor für Elektrotechnik. Atlas selbst hat einen teilweisen Verlust des Gehörs. Themen, deren Implantate eine "große zwicken" mit dem neuen Algorithmus gegeben haben, können die Instrumente unterscheiden.

"Wenn sie eine einzelne Gitarre hören," sie eine Note hören können", sagte Atlas der aktuellen Träger. "Wenn eine Person schnell abgespielt wird, können sie das gehört. Wenn ein Mensch langsam abgespielt wird können sie hören."

Der neue Algorithmus erlaubt jedoch keine ihrer Zuhörer, Melodie zu erkennen; Das ist das nächste Projekt.

Das Werk ist in IEEE Transactions on Neural Systems und Rehabilitationstechnikveröffentlicht. Atlas Co-Autor ist Jay Rubinstein, ein Ingenieur, der Medizin studiert und wurde ein Chirurg.

Cochlea-Implantate Relais Ton von einem Mikrofon platziert außerhalb des Ohres mit einem Gerät verbunden, die Hörnerven im Ohr. Der Ton, den eine Cochlea-Implantat vermittelt ist nur ein Bruchteil von den Ton, den eine Person mit normalem Gehör erkennen kann. Aber für Menschen mit sensorischen Zellen beschädigt, sie sind die einzige Hoffnung so gut wie nichts zu hören.

Die Washington Studie bewusst, vorhandene Geräte zu ändern, so dass Menschen nicht kaufen neue Implantate müssten um Musik zu hören.

Der neue Algorithmus wurde auf acht Cochlea-Implantat-Patienten getestet, und die Forscher verwendeten anekdotische Berichte und Computersimulationen, neu, was die Themen gehört.

Atlas, sagte welche Implantat Patienten jetzt hören das Äquivalent von jemandem ein Klavier mit ihren Unterarmen abgespielt wird. Der Klang ist "mushed zusammen", und es ist unmöglich, eine Melodie auszuwählen. Oder sie jemanden singen hören können aber nicht sagen, den Unterschied zwischen einem Mann oder einer Frau, ein Bariton oder Sopran.

Musik zeichnet sich durch Attribute wie Tonhöhe und Klangfarbe. Tonhöhe definiert die Melodienoten eines Liedes und die Intonation der Rede. Timbre ist der Unterschied im Klang zwischen Instrumenten. Zum Beispiel eine natürliche auf eine Oboe gespielt klingt anders als eine Trompete spielen genau die gleiche Note.

Es ist die Tonhöhe und Klangfarbe Atlas und Rubinstein versuchten, zu verbessern. Mit dem neuen Algorithmus könnte sie was am meisten - nicht alle - der aus einer Oktave gehört zu drei Themen erweitern. Ein tiefen Ton hätte eine Frequenz von 80 Zyklen pro Sekunde oder Hertz, etwas, was Nutzer von konventionellen Implantaten hören können. Mit dem neuen Algorithmus hörte einige bis zu 320 Hertz, in der Tonhöhe, E über mittlerem C auf einem Klavier am nächsten.

Gibt es noch eine Fülle von auditiven Informationen der neue Algorithmus vermisst. Themen können einzelne Instrumente hören, aber ein Symphonieorchester ist eine Kakophonie.

Die Arbeit wichtig ist, denn Musik ist das härteste, was zu hören, erklärt Charles Limb, ein Professor für HNO-Heilkunde, Kopf-Hals-Chirurgie an der Johns Hopkins Medical Institutions in Baltimore, ein Mitglied der Fakultät des Peabody School of Music und Wissenschaft Beraters des Baltimore Symphony Orchestra. Er sagte, die Atlas-Rubinstein-Arbeit in der Cochlea-Implantat-Gemeinschaft bekannt ist.

Rede ist relativ einfach, Gliedmaßen sagte, weil Rede soll ein Gedanke zu kommunizieren, die nicht von qualitativ hochwertigen Sound abhängig. Die Stimme von Siri auf Apples iPhone kommuniziert beispielsweise Informationen effektiv trotz der künstlichen Natur des Klangs selbst.

Musik, hängt jedoch von der Qualität des Tones, sagte er.

Cochlea-Implantate sind immer besser, sagte er, aber immer besser auf die Rede. Wenig Forschung in Musik gegangen ist.

"Musik ist das härteste, was, das man hören kann", sagte er. "Wenn Sie Musik hören können, können Sie etwas hören. Wenn Sie das perfekte Cochlea-Implantat entwerfen, das etwas wie Musik hören, konnte ertönt sehr gut dann nichts in der Welt gibt es."

In Science News Service wird unterstützt durch das American Institute of Physics. Joel Shurkin ist ein freiberuflicher Schriftsteller mit Sitz in Baltimore. Er ist der Autor von neun Bücher über Wissenschaft und Wissenschaftsgeschichte und unterrichtete Wissenschaftsjournalismus an der UC Santa Cruz, Stanford University und der University of Alaska Fairbanks. Er tweets auf @shurkin.