【原】Dream-hacking 造夢工程與腦波藝術(shù)

Mixlab交叉學(xué)科 2022-02-01

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# 緣起一次群聊

ML1202

@shadow 腦波藝術(shù)，是指接上設(shè)備后通過收集到的數(shù)據(jù)創(chuàng)作嗎,？

這只是第一步吧：使用腦波創(chuàng)作,。第二步，使用藝術(shù)影響腦波,？和夢境控制有點(diǎn)像,。還有，群體的腦波互動(dòng),、共創(chuàng)藝術(shù)……

shadow

ML1202

輸入 —（加工）黑箱—輸出呈現(xiàn)

第二步,，給同一個(gè)人看不同的藝術(shù)品，從而影響他的腦波

shadow

ML1202

加工這個(gè)黑箱可以藝術(shù) 以后你還可以用其他規(guī)則

腦波XX,，以后技術(shù)成熟了,，離造夢就不遠(yuǎn)了

shadow

# 夢：被低估的“市場”

人的一生中大約有1/3的時(shí)間是在睡眠中度過的，睡眠是一種未充分利用和研究不足的狀態(tài),，對記憶,、學(xué)習(xí)和創(chuàng)造力至關(guān)重要。

睡眠中最重要的表現(xiàn)是夢,，無數(shù)發(fā)明創(chuàng)造,、奇思妙想、藝術(shù)珍品都來自于夢中的靈感,。因而,，夢境常常被作家、音樂人或者創(chuàng)意人員用來尋找靈感,。

不知你是否同樣有著類似的經(jīng)歷,，在夢中獲得了創(chuàng)造來源的靈感。

亞里士多德

夢對于未來有相對重要的預(yù)測性,，做夢是睡眠中的心智活動(dòng),。

夢是一種神奇的現(xiàn)象，困擾了人類數(shù)千年的未解之謎,，在中國古代就有周公解夢的典故,，是心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué),、人工智能等領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題?，F(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，讓我們有了研究夢的各種先進(jìn)手段,，其中腦電波（EEG）就是其中一種,，利用EEG我們可以檢測到使用者進(jìn)入睡眠的狀態(tài)，從而有機(jī)會(huì)達(dá)到窺探夢境或者孵化夢境,。

2021美國超級碗
夢境孵化
Dream incubation

哈佛大學(xué)夢境研究員Deirdre Barrett與美國的莫爾森·庫爾斯Molson Coors飲料公司進(jìn)行了合作,。采用的是一項(xiàng)稱為夢境孵化的技術(shù),，使用圖像、聲音或其他感官通道來構(gòu)造夢里的體驗(yàn),。

夢境孵化的成功率有多高,？據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，有27%的人能成功,。

實(shí)驗(yàn)：18人在入睡前觀看了一段90秒的視頻,，內(nèi)容包括與Coors標(biāo)志有關(guān)的流動(dòng)的瀑布、涼爽的山間空氣和Coors啤酒,。當(dāng)參與者們從快速眼動(dòng)睡眠中醒來時(shí),，有5人稱夢到Coors啤酒或蘇打水。

Targeted Dream Incubation

如果按照超級碗的觀眾數(shù)量來測算,，使用有針對性的夢境孵化,，將改變約3000萬名觀眾的夢境。這項(xiàng)技術(shù)為我們顯示了一種針對性的夢境孵化,、新的侵入性營銷手段：夢境廣告,。

opus

一種從未見過的廣告形式

造夢師，《盜夢空間》中的一種職業(yè)

# 造夢師是一項(xiàng)職業(yè),？

造夢師在《盜夢空間》中是一種職業(yè),，他們主要負(fù)責(zé)制造迷宮一樣的夢境，讓盜夢者在夢中偷竊情報(bào),，并且可以把某種意念植入某個(gè)人的大腦中，使被植入者覺得這個(gè)想法是自己本來就有的,。

造夢技術(shù)是否可行,？現(xiàn)代科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，外部的刺激例如聲音,、氣味,、光線和語言，可以改變夢的內(nèi)容,。得益于科技的發(fā)展,，當(dāng)前檢測夢境的手段越來越簡單（門檻低），MIT的研究小組開源了一個(gè)低成本實(shí)現(xiàn)夢境孵化的方案：

開源項(xiàng)目openSleep

platform for sleep hacking and research

github.com/tomasero/openSleep

Dormio: Interfacing with Dreams

這個(gè)項(xiàng)目叫Dormio,，通過開源硬件和軟件實(shí)現(xiàn)的,。用戶使用佩戴在手上的睡眠階段跟蹤系統(tǒng)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從夢中提取信息和擴(kuò)展夢境的可能性,。

opus

使用設(shè)備檢測睡眠狀態(tài),，在快速動(dòng)眼期植入播放產(chǎn)品名稱，將人們的零食喜好變成巧克力豆或者彩虹糖,。

# 造夢工程

Dream-hacking

造夢工程,，指的是研究者使用多種技術(shù)手段檢測和試圖改變用戶的夢境體驗(yàn),。

檢測手段包括腦電波、麥克風(fēng),、各種生物信息傳感器檢測心率,、肌肉張力、皮膚電反應(yīng)的變化,。其中捕獲到做夢的時(shí)機(jī)是關(guān)鍵問題,。

影響夢境的手段，包括但不限于燈光,、聲音,、氣味的感官刺激，使用虛擬現(xiàn)實(shí),，或者游戲中植入特定的想法,。

以下對造夢工程所涉及到的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理。

5種腦電波：Delta, Theta, Alpha, Beta, Gamma

- 腦電波

Electroencephalogram

EEG

是一種使用電生理指標(biāo)記錄大腦活動(dòng)的方法,，大腦在活動(dòng)時(shí),，大量神經(jīng)元同步發(fā)生的突觸后電位經(jīng)總和后形成的。它記錄大腦活動(dòng)時(shí)的電波變化,，是腦神經(jīng)細(xì)胞的電生理活動(dòng)在大腦皮層或頭皮表面的總體反映,。

2021年，腦機(jī)接口公司Neuralink給猴子植入了兩組微型電極,，采集的腦電波經(jīng)過解碼后,，這只猴子具備了一項(xiàng)超能力——能夠僅憑“想一想”就可以移動(dòng)電腦屏幕上的兵乓球游戲中的球拍。

- 快速動(dòng)眼期

Rapid Eye Movement

REM

REM是動(dòng)物睡眠的一個(gè)階段,，又稱快速動(dòng)眼睡眠 ,。在此階段時(shí)眼球會(huì)快速移動(dòng)，同時(shí)身體肌肉放松,。

1937年,，德國科學(xué)家Richard Klaue首先發(fā)現(xiàn)了貓?jiān)谒咧心X的快速電活動(dòng)。

1944年,，Ohlmeyer報(bào)告了90分鐘的睡眠超日周期,，包括男性長達(dá)25分鐘的勃起,。

1952年,，歐根·阿瑟林斯基、納瑟尼爾·克萊特曼,、威廉·德門特發(fā)現(xiàn)了睡眠中的快速眼球運(yùn)動(dòng),，并且把它和夢聯(lián)系在一起,。

- Hypnagogia

夢境孵化的關(guān)鍵是一種稱為Hypnagogia的特殊的睡眠狀態(tài)。指人從清醒到睡眠的過渡狀態(tài),。在這個(gè)Hypnagogia狀態(tài)下可以發(fā)生很多有趣的現(xiàn)象,，比如清醒夢,、幻覺和睡眠癱瘓。

在Hypnagogia狀態(tài)下通常會(huì)感受到光幻覺,，指的是在即將進(jìn)入睡眠之前出現(xiàn)的一種幻覺,，表現(xiàn)為隨機(jī)的斑點(diǎn)，或線條,，幾何,，甚至是完整的畫面。

Hypnagogia還會(huì)有另一種效應(yīng)的產(chǎn)生,，俄羅斯方塊效應(yīng),。

- 俄羅斯方塊效應(yīng)

Tetris effect

在睡眠之前重復(fù)地做一件事情，當(dāng)我們進(jìn)入Hypnagogia時(shí),，會(huì)再次體會(huì)到這種感覺,，這就是俄羅斯方塊效應(yīng)。

俄羅斯方塊是心理學(xué)中研究最廣泛的游戲之一,，它最令人著迷的事情之一就是它對游戲玩家看待世界的方式的影響,。經(jīng)常使用俄羅斯方塊的玩家發(fā)現(xiàn)自己在思考如何將現(xiàn)實(shí)世界中的物體組合在一起。例如,，他們試圖找到更好地組織雜貨店貨架的方法,，或者想象如果它們都粘在一起。有些人甚至出現(xiàn)幻覺,，他們看到俄羅斯方塊從天而降,。

最關(guān)鍵的是，長時(shí)間玩俄羅斯方塊會(huì)影響夢境,。

opus

一個(gè)簡單的游戲可以對感知產(chǎn)生如此大的影響,。

- 清醒夢

lucid dream

研究表明，大多數(shù)清醒夢發(fā)生在快速眼動(dòng)（REM）睡眠期間,。清醒夢指的是在做夢時(shí)保持清醒的狀態(tài)，又稱作清明夢,、明晰夢,。在夢里面知道自己在做夢，并且可以控制自己在夢里的行為,。

在清醒的夢中,，睡眠者是意識(shí)到一個(gè)夢正在發(fā)生但不會(huì)離開夢境。睡眠者可以控制夢境環(huán)境,。調(diào)查顯示,，大約55%的成年人在他們的一生中至少經(jīng)歷過一次清醒夢，23%的人每月至少經(jīng)歷過一次清醒夢,。

一些研究表明,，玩電子游戲（互動(dòng)視頻游戲）可以促使清醒夢的出現(xiàn),。

- 機(jī)器學(xué)習(xí)與夢境研究

研究夢，很多時(shí)候離不開神經(jīng)科學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí),。

Deep image reconstruction from human brain activity

通過觀察一個(gè)人的大腦活動(dòng)來重建或重建一個(gè)人看到的圖像的方法,。此項(xiàng)技術(shù)有待進(jìn)一步深化，我們還需要來了解大腦的運(yùn)行機(jī)制,，更好地設(shè)計(jì)符合夢境的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,。

- 大腦注意力機(jī)制

神經(jīng)科學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域都在研究一個(gè)共同的問題：如何模仿人類大腦的注意力機(jī)制。

神經(jīng)科學(xué)關(guān)于大腦注意力機(jī)制的研究表明,，人類大腦中互相連接的神經(jīng)元,，有兩種執(zhí)行任務(wù)的注意力機(jī)制：自下而上 bottom-up 、自上而下 top-down ,。

自下而上是外部環(huán)境信息驅(qū)動(dòng)的注意力,，以外界傳達(dá)的原始特征為主；

自上而下是大腦內(nèi)部信息驅(qū)動(dòng)的注意力,，以當(dāng)前任務(wù)的目標(biāo)和過往積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)為主,。

opus

簡單來理解，自下而上是“視覺動(dòng)物”,，自上而下是“經(jīng)過深思熟慮的”,。

用一張圖示意這兩種注意力機(jī)制

來源：Katsuki F, Constantinidis C. 2014. Bottom-up and top-down attention: different processes and overlapping . Neuroscientist 20: 509-21

自下而上和自上而下的注意力調(diào)控途徑示意圖。藍(lán)色,、紅色和綠色的箭頭分別表示”自下而上”,、”自上而下”的信號處理通路和眼睛運(yùn)動(dòng)相關(guān)的信號傳遞過程。

來源 https://www.zhihu.com/question/33183603/answer/150792028

- Hebbian theory

唐納德·赫布在1949年提出赫布理論,。突觸前神經(jīng)元向突觸后神經(jīng)元的持續(xù)重復(fù)的刺激可以導(dǎo)致突觸傳遞效能的增加,。

在同一時(shí)間被激發(fā)的神經(jīng)元之間的聯(lián)系會(huì)被強(qiáng)化，通俗點(diǎn)的理解是,，當(dāng)鈴聲響起時(shí)一個(gè)神經(jīng)元會(huì)被激發(fā),，在同一時(shí)間食物的出現(xiàn)會(huì)激發(fā)附近的另一個(gè)神經(jīng)元，那么這兩個(gè)神經(jīng)元之間的聯(lián)系就會(huì)強(qiáng)化,，從而記住這兩個(gè)事物之間存在著聯(lián)系,。

- 人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)#混合類腦計(jì)算框架

人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是如何模擬大腦機(jī)制的？在人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,，突觸間傳遞的變化被當(dāng)作是神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)圖中相應(yīng)權(quán)重的變化,。如果兩個(gè)神經(jīng)元同步激發(fā)，則它們之間的權(quán)重增加,。

得益于神經(jīng)科學(xué)研究的進(jìn)展,，近日清華研究團(tuán)隊(duì)模仿海馬體的神經(jīng)元權(quán)重更新機(jī)制，在Nature Communications上提出了一種結(jié)合全局與局部權(quán)重更新規(guī)則的混合模型。

混合類腦計(jì)算模型的權(quán)重更新示意圖

Brain-inspired global-local learning incorporated with neuromorphic computing

論文地址：https://www./articles/s41467-021-27653-2

# 腦波藝術(shù)

通過將腦電波的數(shù)字接口和藝術(shù)創(chuàng)作結(jié)合,，實(shí)現(xiàn)了基于腦電波的藝術(shù)創(chuàng)作：腦波藝術(shù),。

其中有一種稱為腦波音樂 Brainwave Music。腦波音樂早在20世紀(jì)中期就作為一種音樂藝術(shù)表現(xiàn)形式而存在,?；谀X電的音樂創(chuàng)作由腦電和樂器數(shù)字接口（MIDI）技術(shù)構(gòu)成。我們可以通過一個(gè)硬件設(shè)備利用自己的腦電波完成一場交響樂的演奏,。