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前感恩而死樂隊 (Grateful Dead) 的打擊樂手米奇·哈特 (Mickey Hart) 以他的大腦為傲。大型、解剖學上逼真的 3D 動畫，展示了他灰色和白色物質的內部運作，曾在多個科學技術會議的影片螢幕上展出。這些 “透明大腦” 視覺化利用成像和先進的計算系統，以彩色細節描繪使哈特大腦運轉的纖維通路。該專案背後的研究人員希望它也能成為一種新型工具的基礎，用於診斷和治療神經 disorders。
每個“透明大腦”動畫都將即時採集的腦電圖 (EEG) 資料疊加在磁共振成像 (MRI) 掃描（在本例中為哈特的掃描）之上，以展示不同的大腦區域如何相互交流。編碼到軟體中的特殊演算法以數字方式重建大腦內的這種活動。結果是對大腦的一次遊覽，捕捉了大腦訊號的時間和位置。
今年三月，哈特在加利福尼亞州聖何塞市的一次計算機會議上演示了“透明大腦”，他在舞臺上玩了一款名為 NeuroDrummer 的影片遊戲。這位鼓手正與舊金山的 Studio Bee 數字動畫公司以及“透明大腦”的建立者合作，將 NeuroDrummer 開發成一種工具，可以確定教某人保持鼓點是否有助於改善負責認知、記憶和其他功能的大腦訊號。“透明大腦”的智囊團包括加州大學舊金山分校的 Neuroscape 實驗室，以及加州大學聖地亞哥分校的 Swartz 計算神經科學中心，腦電圖製造商 Cognionics, Inc. 和 NVIDIA，NVIDIA 是一家極速圖形處理單元 (GPU) 計算機晶片製造商，也是哈特表演的會議的主辦方。
哈特戴上黑色腦電圖頭罩，在閉幕主題演講中登臺演示了 NeuroDrummer 的原型。這款遊戲給人的感覺像是曾經流行的《吉他英雄》遊戲的治療性、認知提升版，為哈特創造了一種非常不同的即興演奏。他戴著 Oculus Rift 虛擬現實頭顯，同時敲擊電子鼓墊，彷彿置身於一個類似外太空的迷幻數字領域。他試圖保持節拍的努力經常被多工處理的需求所打斷——在這種情況下，是用手指點選虛擬小行星。[觀看下方影片]
會議觀眾在舞臺後方的兩個牆壁大小的影片螢幕上觀看了演示過程。第一個螢幕顯示了哈特在他的頭顯中看到的內容，而另一個螢幕則顯示了“透明大腦”的運作情況。哈特大腦的 MRI 掃描（在演示之前進行）閃爍著色彩流，代表腦電圖頭顯在遊戲過程中收集的不同頻率的神經活動。
研究人員已經在人們的頭部安裝腦電圖電極已有 90 年的歷史，以測量大腦細胞相互交流時，以不同頻率穿過大腦的電訊號。Adam Gazzaley 說，這種交流是我們大腦工作方式的一個基本特徵，與注意力、記憶和感知等高階能力有關。Adam Gazzaley 是加州大學舊金山分校神經科學成像中心的創始主任，也是“透明大腦”和 NeuroDrummer 專案的負責人。
以這種方式整合腦電圖和核磁共振成像資料的能力相對較新，近年來，由於開發了更復雜的演算法來解碼神經活動，以及GPU 的使用（最初旨在渲染複雜的影片遊戲圖形）來快速處理流資料，才成為可能。腦電圖掃描器可以在毫秒內檢測到大腦訊號的時間，但它們不能提供關於這些訊號來自哪裡的太多資訊。這發揮了核磁共振成像的優勢：這些掃描器拾取神經脈衝的速度要慢得多，但可以透過記錄大腦血流中相對緩慢的變化來精確定位神經活動的位置。
哈特對神經科學的興趣非常契合。作為一名年輕的音樂家，他在 20 世紀 60 年代反主流文化運動中發揮了真正的工具性作用，這場運動挑戰了許多領域的傳統思維，並將迷幻文化引入主流。現在，哈特參與了一場新的運動，以擴充套件思維，或者至少擴充套件我們對思維的理解——這一次，藉助感測器、掃描器和軟體來解碼大腦的奧秘。
這對哈特來說是一場個人的探索，他的祖母患有阿爾茨海默病。哈特在他的 NeuroDrummer 演示之後說，大約 40 年前，當他為祖母擊鼓時，大腦節律的重要性首次變得清晰起來。“她已經多年沒有說話了，”他說。“我敲鼓，她叫出了我的名字。這就是力量。這就是 medicine。當我看到那一幕時，我知道振動，在這種情況下是音樂，重新連線了那些斷裂的通路，並帶回了她的語言，帶回了她的認知，至少在我擊鼓的那段時間裡是這樣。”
在實驗室裡，Gazzaley 和他的團隊正在努力確保這些視覺化描繪出清晰的大腦事件，這些事件可以即時解釋。“我們將確定如何最好地提取這些細微的訊號，以及它們在不同試驗之間和不同個體之間的一致性如何，”他說。
自 NVIDIA 會議以來，Gazzaley 已經多次演示了“透明大腦”，目前他正與他的團隊一起評估該專案迄今為止的效能。他說，也許“透明大腦”最大的成功之處在於它以一種教育方式向觀眾介紹了大腦工作原理的研究。