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Aiutare i non udenti ad ascoltare la musica
John Redden è un musicista professionista sordo. Può cantare sulla chiave, armonizzare sulla chiave e ascoltare gli intervalli musicali abbastanza bene da riprodurli. Lo fa con un impianto cocleare, che è un chip di computer inserito chirurgicamente nel suo cranio. Il chip guida 16 minuscoli elettrodi infilati nel suo orecchio interno che stimolano i suoi nervi uditivi. Ottiene dati uditivi da un computer esterno posizionato sul suo orecchio che sembra un apparecchio acustico. Invece di amplificare il suono, però, lo digitalizza e lo invia all'impianto via radio attraverso la pelle.
Prova musicale: I ricercatori dell'Università di Washington hanno sviluppato un test computerizzato per valutare quanto bene gli utenti dell'impianto cocleare possano ascoltare la musica. Chad Ruffin, uno sviluppatore del test e un utilizzatore di impianto cocleare, dimostra come viene eseguita una parte del test. L'utente ascolta una nota particolare suonata da uno degli otto strumenti e deve decidere quale. Questa parte del test misura la capacità di sentire il timbro, la sottile ma cruciale differenza tra gli strumenti che suonano la stessa nota.
La tecnologia è una meraviglia, ma le persone come Redden sono un mistero. Il software è progettato per il parlato, quindi ascolta solo le frequenze del parlato piuttosto che la gamma molto più ampia occupata dalla musica. Il dispositivo fornisce la forma complessiva del suono piuttosto che le informazioni dettagliate sulla frequenza che sono fondamentali per distinguere un tono dall'altro.
La maggior parte delle persone con un udito normale è in grado di distinguere le altezze distanti 1,1 semitoni. (Un semitono è l'intervallo di tonalità più piccolo nella musica occidentale.) Ma uno studio del 2002 presso l'Università dell'Iowa ha scoperto che la maggior parte degli utenti di impianti può distinguere le altezze solo quando sono distanti almeno 7,6 semitoni.
Sono stati compiuti alcuni progressi nello scrivere software migliore per la musica. Io stesso sono un utente di impianto cocleare. Nel 2005 ho provato un nuovo software, chiamato Fedeltà 120 , che simulava sette elettrodi virtuali tra ciascun elettrodo fisico, non diversamente dal modo in cui un ingegnere del suono può far sembrare che un suono provenga da due altoparlanti. Prendendo di mira le popolazioni nervose tra ciascun elettrodo, il software mi ha fornito una migliore risoluzione di frequenza. Per me ha fatto una grande differenza. Quando gioco a questo simulazione di un pianoforte con il mio vecchio software, chiamato Hi-Res, non riesco a distinguere tre tasti adiacenti. Ma con Fidelity 120, posso. La musica suona più piena, più ricca e più dettagliata.
Multimedia
Vedi parti del test CAMP.
Ma non tutti ottengono lo stesso risultato. Redden, che suona molto meglio di me, ha provato Fidelity 120 ma preferisce ancora l'alta risoluzione. Tali variazioni tra le esperienze degli utenti presentano reali perplessità per i ricercatori che desiderano sviluppare software migliore. L'esperienza della musica è inevitabilmente soggettiva. Un fan dei Sex Pistols potrebbe dirti che un determinato software le consente di ascoltare meglio Anarchy nel Regno Unito, mentre un fan di Mozart potrebbe dirti che il software non fa nulla per Un po' di musica notturna . I rapporti soggettivi non forniscono agli sviluppatori informazioni sufficienti per sapere se stanno facendo progressi.
ho chiesto Jay Rubinstein , otorinolaringoiatra e ricercatore di impianti cocleari presso l'Università di Washington, per spiegare il problema. La musica non è solo un'entità, mi ha detto. Consiste in combinazioni di ritmo, melodia, armonia, dissonanza e testi. È necessario scomporlo nelle sue parti componenti per determinare quanto bene o quanto male qualcuno può sentirlo.
Rubinstein e il suo team di ricercatori dell'Università dell'Iowa e dell'Università di Washington stanno facendo proprio questo. Alla riunione annuale dell'Associazione per la ricerca in otorinolaringoiatria a Phoenix il 17 febbraio, hanno presentato un test computerizzato chiamato Valutazione clinica della percezione musicale (CAMPO). È stato appena pubblicato un documento che descrive il loro lavoro in Otologia e Neurotologia il numero di febbraio
CAMP elude le differenze di gusto riducendo la musica a tre componenti di base - altezza, timbro e melodia - e valutando sistematicamente il modo in cui gli utenti percepiscono ciascuno di essi.
La percezione dell'altezza viene misurata quando il programma riproduce due toni a un breve intervallo di distanza e chiede all'utente di decidere quale è più acuto. Quando l'utente ha ragione, il programma le dà toni più ravvicinati. Quando non è corretta, le dà toni più distanti. Nel corso di una serie di prove, il programma elabora l'intervallo più vicino che può differenziare in modo affidabile. È un test relativamente facile perché tutto ciò che l'ascoltatore deve fare è determinare quale dei due toni è il più alto.
La percezione del timbro si misura suonando la stessa nota su otto strumenti diversi. All'utente viene chiesto di identificare quale strumento sente. Ad esempio, al soggetto potrebbe essere chiesto se una particolare nota è stata suonata su un pianoforte, un flauto o un sassofono. Il timbro è forse l'aspetto più difficile della musica da definire, ma fornisce una misura sensibile della capacità di un utente di sentire differenze distinte ma sottili.
La percezione della melodia è misurata in un modo molto insolito. Il test utilizza brani familiari come Frère Jacques e Three Blind Mice. Ma chiunque riconoscerebbe Frère Jacques dai testi, quindi i testi vengono eliminati. Così è il ritmo, cioè il tempo e la durata delle note. Quello che resta è una stringa di note equidistanti di uguale durata: la melodia e niente ma la melodia.
Sono stato uno dei soggetti di prova nelle prime prove di CAMP. La prima volta che ho fatto il test ho usato il mio vecchio software, Hi-Res. Il test dell'intonazione è stato abbastanza semplice: ho identificato la maggior parte delle frequenze correttamente il 75% delle volte. Non ho fatto altrettanto bene sul test del timbro, ottenendo circa il 40 percento corretto.
Ma il test della melodia mi ha sconcertato. La primissima melodia sembrava beep boop beep beep boop beep bip beep boop. Ho fissato il computer. Che diavolo era quello?
L'ho identificato scegliendo a caso il titolo di una canzone, poiché non avevo idea di cosa fosse, e ho aspettato il brano successivo. Bip Boop Bip Bip Bip Bip Bip Bip Bip.
E il prossimo. Bip Boop Bip Bip Bip Bip Bip Bip Bip.
Erano anche diversi?
Il mio punteggio era inferiore al 10 percento. Ho parlato con Chad Ruffin, uno dei progettisti del test, che aveva anche lui un impianto cocleare. Quanto bene, volevo sapere, una persona che ascolta normalmente farebbe il test della melodia? Circa il 100%, mi ha detto.
Abbiamo ripetuto il test con Fidelity 120. Questa volta ho fatto meglio con il test della melodia, ottenendo un punteggio di circa il 20 percento. Era più vicino al punteggio medio, che, mi ha detto Rubinstein, era del 25 percento.
Ma John Redden aveva fatto molto meglio. Redden mi ha dato il suo punteggio nel test della melodia: 100 percento. Per un utilizzatore di impianto cocleare, questo è stato un punteggio straordinario. Avere un cervello professionalmente preparato per la musica probabilmente ha aiutato. Richard Reed, un musicista che aveva perso l'udito a 37 anni e aveva ottenuto un impianto a 46, aveva ottenuto l'86 percento. Solo una manciata di soggetti aveva ottenuto punteggi in quell'intervallo.
Rubinstein dice che persone come Redden e Reed sono la prova di ciò che è possibile. Mi ha detto, non voglio portare le persone ad aspettative irrealistiche sulla capacità di ascoltare musica con un impianto cocleare, ma in realtà i risultati sono migliori di quanto ci aspettiamo. C'erano, ovviamente, i punteggi più alti, ma anche molti dei punteggi più bassi nel test della melodia avevano comunque ottenuto buoni risultati nel test di percezione del tono, come me.
I punteggi suggerivano che la capacità nascente di percepire il tono fosse lì, in attesa di essere sfruttata con un software migliore e un allenamento migliore. Ad esempio, il laboratorio di Rubinstein ha sperimentato un algoritmo che utilizza un fenomeno chiamato risonanza stocastica per migliorare la percezione della musica.
Quindi c'era una buona ragione per cui il test della melodia era difficile, mi resi conto. Non era un test impossibile per gli utilizzatori di impianti, ma semplicemente un test molto difficile. È stato un test semplice, facile da usare e affidabile che ha permesso ai ricercatori di misurare oggettivamente le prestazioni di nuovi algoritmi. (Un documento che fornisce dati su un gruppo più ampio di soggetti e dimostra l'affidabilità test-retest è attualmente in fase di revisione, afferma Rubinstein.)
Il test consente inoltre ai soggetti di misurare i progressi nel tempo. Se in 10 anni i punteggi sono raddoppiati, ciò significherà che gli utilizzatori di impianti davvero sono ascoltare meglio gli elementi fondamentali della musica.
Il test renderebbe anche più facile per i ricercatori analizzare le prestazioni di superascoltatori come John Redden in modo che, in definitiva, possano sviluppare un nuovo software per consentire ad altre persone sorde di ascoltare meglio la musica.
Michael Chorost copre le tecnologie impiantate per Revisione della tecnologia . Il suo libro, Ricostruito: come diventare parte del computer mi ha reso più umano , uscito nel 2005.