腦波音樂的意義
EEG是人腦神經電活動的表現，包含着豐富的神經信息，而音樂是人腦智力活動的産物，同時也對人的身心有着巨大的影響。大腦和音樂之間的關系，一直是神經科學、心理學及音樂學等領域研究的熱點問題。腦功能和音樂之間存在着千絲萬縷的聯系，以音樂的形式來記錄、分析大腦中的生理信号，是神經科學研究中的新嘗試。這項工作對于進一步研究音樂對腦的作用機制以及腦對音樂的認知活動等都具有重要的意義。同時，腦波音樂作為一種包含生理狀态信息的音樂形式，也為生物反饋和治療提供了一個獨特的方式。腦波音樂研究涉及到神經科學、音樂學、美學、工程學等多個學科，是一個獨具魅力的交叉研究領域。
腦波音樂研究現狀
将EEG轉為音樂的研究在國外開始較早，自Hans Berger于1924年發現人類EEG以來，腦波可聽化與腦波音樂的研究即進入了研究者的視野，成為腦功能研究中一個特别的領域。Andian和Mattews在1934年首先報道了人類腦波的發聲。1965年，Alvin Lucier使用腦波信号作為音樂創作的材料，成功舉辦了名為“獨奏者音樂”（Music for Solo Performer）的現場音樂會。上世紀60年代末，Richard Teitelbaum、David Rosenboom等人也開始使用EEG信号來制作音樂。這些早期的研究工作，主要是靠電子器件來實現信号采集和音樂制作過程，因此在信号處理手段方面比較單一，音樂效果也不是很理想。同時由于在制作思路上缺乏明确的學術支撐，相關研究在70年代後期轉入了低潮。自上世紀90年代以來，腦波音樂研究重新受到了重視，各種數據可聽化技術的應用，大大豐富了腦波音樂制作的方法，如有人提出了基于濾波的分頻段的編碼對應方法，以及基于相幹性分析的編碼對應方法等。在2004年的關于聲音表達的國際會議（International Conference on Auditory Display，ICAD）上，腦波音樂被列為一個專題，得到了來自腦電研究者，音樂家和可聽化設計者的共同關注。
在國内，神經信息教育部重點實驗室吳丹等于2009年率先提出了基于無标度性的腦波音樂編碼假說。該假說是基于EEG與音樂都遵循“無标度性”這一非線性動力學現象提出的。在腦電方面的研究表明，EEG的振幅、相位和頻率等參數都服從無标度性，EEG的功率譜也具有無标度性。根據該方法，EEG的周期與音樂中的音長相對應，EEG的振幅與音樂中的音高相對應，EEG中的平均能量變化與音樂中的音強相對應。音樂中的音色則可以任意選定，如鋼琴。通過以上規則，可以将EEG直接實時地轉化成音樂。
2012年，神經信息教育部重點實驗室盧競等人進一步使用了與EEG同步采集的fMRI來對應音樂中的音強，從而制作了EEG結合fMRI信号的音樂（EEG-fMRI brain music）。該音樂比單純的腦波音樂更符合無标度特性。
2013年，神經信息教育部重點實驗室吳丹等又進一步發展了基于“藝術濾波”策略的多聲部合奏腦音樂。該研究認為，大腦實現其多腦區之間的協作配合就類似多聲部音樂中不同聲部之間的合作。基于此，研究者采取了一種類似音樂家創作過程的濾波器策略，在單道腦波音樂的基礎上，加入節拍濾波和調式濾波，創作出多聲部腦波音樂，更好地從整體上表達大腦的音樂性。
相比之前的其它腦電發聲方法，上述腦波音樂更好地兼顧了科學性與藝術性。然而，此項研究仍然存在着一些問題尚待解決，如音樂中的音長的設定還是比較人為性的，實驗數據采用的是頭表腦電，存在參考電極和容積導體效應問題，導緻腦電對應的真正腦區仍不明确等。今後的研究還需要進一步探索更多、更科學的腦波音樂創作方法，以使其能更準确地反映人體的生理狀态，增強其科學性及其應用價值。
腦波音樂的應用
經研究發現，腦波音樂可應用于大腦狀态監測（如癫痫病人、阿爾茲海默症患者等），也可應用于神經反饋與音樂治療（如齒科正畸疼痛控制等），以及實驗音樂創作等領域，更多的應用研究正在進行中。
