Dream-hacking 造梦工程与脑波艺术

# 缘起一次群聊

ML1202

@shadow  脑波艺术，是指接上设备后通过收集到的数据创作吗？

这只是第一步吧：使用脑波创作。第二步，使用艺术影响脑波？和梦境控制有点像。还有，群体的脑波互动、共创艺术……

shadow

ML1202

输入 —（加工）黑箱—输出呈现

第二步，给同一个人看不同的艺术品，从而影响他的脑波

shadow

ML1202

加工这个黑箱 可以艺术 以后你还可以用其他规则

脑波XX，以后技术成熟了，离造梦就不远了

shadow

# 梦：被低估的“市场”

人的一生中大约有1/3的时间是在睡眠中度过的，睡眠是一种未充分利用和研究不足的状态，对记忆、学习和创造力至关重要。

睡眠中最重要的表现是梦，无数发明创造、奇思妙想、艺术珍品都来自于梦中的灵感。因而，梦境常常被作家、音乐人或者创意人员用来寻找灵感。

不知你是否同样有着类似的经历，在梦中获得了创造来源的灵感。

亚里士多德

梦对于未来有相对重要的预测性，做梦是睡眠中的心智活动。

梦是一种神奇的现象，困扰了人类数千年的未解之谜，在中国古代就有周公解梦的典故，是心理学、神经科学、人工智能等领域的热点课题。现代科学的发展，让我们有了研究梦的各种先进手段，其中脑电波（EEG）就是其中一种，利用EEG我们可以检测到使用者进入睡眠的状态，从而有机会达到窥探梦境或者孵化梦境。

2021美国超级碗

梦境孵化

 Dream incubation

哈佛大学梦境研究员Deirdre Barrett与美国的莫尔森·库尔斯Molson Coors饮料公司进行了合作。采用的是一项称为梦境孵化的技术，使用图像、声音或其他感官通道来构造梦里的体验。

梦境孵化的成功率有多高？据实验结果表明，有27%的人能成功。

实验：18人在入睡前观看了一段90秒的视频，内容包括与Coors标志有关的流动的瀑布、凉爽的山间空气和Coors啤酒。当参与者们从快速眼动睡眠中醒来时，有5人称梦到Coors啤酒或苏打水。

Targeted Dream Incubation

如果按照超级碗的观众数量来测算，使用有针对性的梦境孵化，将改变约3000万名观众的梦境。这项技术为我们显示了一种针对性的梦境孵化、新的侵入性营销手段：梦境广告。

opus

一种从未见过的广告形式

造梦师，《盗梦空间》中的一种职业

# 造梦师是一项职业？

造梦师在《盗梦空间》中是一种职业，他们主要负责制造迷宫一样的梦境，让盗梦者在梦中偷窃情报，并且可以把某种意念植入某个人的大脑中，使被植入者觉得这个想法是自己本来就有的。

造梦技术是否可行？现代科学研究发现，外部的刺激例如声音、气味、光线和语言，可以改变梦的内容。得益于科技的发展，当前检测梦境的手段越来越简单（门槛低），MIT的研究小组开源了一个低成本实现梦境孵化的方案：

开源项目openSleep

platform for sleep hacking and research

github.com/tomasero/openSleep

Dormio: Interfacing with Dreams

这个项目叫Dormio，通过开源硬件和软件实现的。用户使用佩戴在手上的睡眠阶段跟踪系统，系统实现了从梦中提取信息和扩展梦境的可能性。

opus

使用设备检测睡眠状态，在快速动眼期植入播放产品名称，将人们的零食喜好变成巧克力豆或者彩虹糖。

# 造梦工程

Dream-hacking

造梦工程，指的是研究者使用多种技术手段检测和试图改变用户的梦境体验。

检测手段包括脑电波、麦克风、各种生物信息传感器检测心率、肌肉张力、皮肤电反应的变化。其中捕获到做梦的时机是关键问题。

影响梦境的手段，包括但不限于灯光、声音、气味的感官刺激，使用虚拟现实，或者游戏中植入特定的想法。

以下对造梦工程所涉及到的知识点进行梳理。

5种脑电波：Delta, Theta, Alpha, Beta, Gamma

- 脑电波

Electroencephalogram

EEG

是一种使用电生理指标记录大脑活动的方法，大脑在活动时，大量神经元同步发生的突触后电位经总和后形成的。它记录大脑活动时的电波变化，是脑神经细胞的电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映。

2021年，脑机接口公司Neuralink给猴子植入了两组微型电极，采集的脑电波经过解码后，这只猴子具备了一项超能力——能够仅凭“想一想”就可以移动电脑屏幕上的兵乓球游戏中的球拍。 

- 快速动眼期

Rapid Eye Movement

REM

REM是动物睡眠的一个阶段，又称快速动眼睡眠 。在此阶段时眼球会快速移动，同时身体肌肉放松。

1937年，德国科学家Richard Klaue首先发现了猫在睡眠中脑的快速电活动。

1944年，Ohlmeyer报告了90分钟的睡眠超日周期，包括男性长达25分钟的勃起。

1952年，欧根·阿瑟林斯基、纳瑟尼尔·克莱特曼、威廉·德门特发现了睡眠中的快速眼球运动，并且把它和梦联系在一起。

- Hypnagogia

梦境孵化的关键是一种称为Hypnagogia的特殊的睡眠状态。指人从清醒到睡眠的过渡状态。在这个Hypnagogia状态下可以发生很多有趣的现象，比如清醒梦、幻觉和睡眠瘫痪。

在Hypnagogia状态下通常会感受到光幻觉，指的是在即将进入睡眠之前出现的一种幻觉，表现为随机的斑点，或线条，几何，甚至是完整的画面。

Hypnagogia还会有另一种效应的产生，俄罗斯方块效应。

- 俄罗斯方块效应

Tetris effect

在睡眠之前重复地做一件事情，当我们进入Hypnagogia时，会再次体会到这种感觉，这就是俄罗斯方块效应。

俄罗斯方块是心理学中研究最广泛的游戏之一，它最令人着迷的事情之一就是它对游戏玩家看待世界的方式的影响。经常使用俄罗斯方块的玩家发现自己在思考如何将现实世界中的物体组合在一起。例如，他们试图找到更好地组织杂货店货架的方法，或者想象如果它们都粘在一起。有些人甚至出现幻觉，他们看到俄罗斯方块从天而降。

最关键的是，长时间玩俄罗斯方块会影响梦境。

opus

一个简单的游戏可以对感知产生如此大的影响。

- 清醒梦

lucid dream

研究表明，大多数清醒梦发生在快速眼动（REM）睡眠期间。清醒梦指的是在做梦时保持清醒的状态，又称作清明梦、明晰梦。在梦里面知道自己在做梦，并且可以控制自己在梦里的行为。

在清醒的梦中，睡眠者是意识到一个梦正在发生但不会离开梦境。睡眠者可以控制梦境环境。调查显示，大约55%的成年人在他们的一生中至少经历过一次清醒梦，23%的人每月至少经历过一次清醒梦。

一些研究表明，玩电子游戏（互动视频游戏）可以促使清醒梦的出现。

- 机器学习与梦境研究

研究梦，很多时候离不开神经科学和机器学习。

Deep image reconstruction from human brain activity

通过观察一个人的大脑活动来重建或重建一个人看到的图像的方法。此项技术有待进一步深化，我们还需要来了解大脑的运行机制，更好地设计符合梦境的人工神经网络模型。

- 大脑注意力机制

神经科学和机器学习领域都在研究一个共同的问题：如何模仿人类大脑的注意力机制。

神经科学关于大脑注意力机制的研究表明，人类大脑中互相连接的神经元，有两种执行任务的注意力机制：自下而上 bottom-up 、 自上而下 top-down 。

自下而上是外部环境信息驱动的注意力，以外界传达的原始特征为主；

自上而下是大脑内部信息驱动的注意力，以当前任务的目标和过往积累的经验知识为主。

opus

简单来理解，自下而上是“视觉动物”，自上而下是“经过深思熟虑的”。

用一张图示意这两种注意力机制

来源：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调控途径示意图。蓝色、红色和绿色的箭头分别表示”自下而上”、”自上而下”的信号处理通路和眼睛运动相关的信号传递过程。

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

- Hebbian theory

唐纳德·赫布在1949年提出赫布理论。突触前神经元向突触后神经元的持续重复的刺激可以导致突触传递效能的增加。

在同一时间被激发的神经元之间的联系会被强化，通俗点的理解是，当铃声响起时一个神经元会被激发，在同一时间食物的出现会激发附近的另一个神经元，那么这两个神经元之间的联系就会强化，从而记住这两个事物之间存在着联系。

- 人工智能神经网络#混合类脑计算框架

人工智能神经网络是如何模拟大脑机制的？在人工智能神经网络中，突触间传递的变化被当作是神经元网络图中相应权重的变化。如果两个神经元同步激发，则它们之间的权重增加。

得益于神经科学研究的进展，近日清华研究团队模仿海马体的神经元权重更新机制，在Nature Communications上提出了一种结合全局与局部权重更新规则的混合模型。

混合类脑计算模型的权重更新示意图

Brain-inspired global-local learning incorporated with neuromorphic computing

论文地址：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27653-2

# 脑波艺术

通过将脑电波的数字接口和艺术创作结合，实现了基于脑电波的艺术创作：脑波艺术。

其中有一种称为脑波音乐 Brainwave Music。脑波音乐早在20世纪中期就作为一种音乐艺术表现形式而存在。基于脑电的音乐创作由脑电和乐器数字接口（MIDI）技术构成。我们可以通过一个硬件设备利用自己的脑电波完成一场交响乐的演奏。

科技x艺术

Braintone art 

Create art from brainpower.

Braintone Art

Braintone Art is a state-of-the-art, real-time experience that translates human brainwaves into studio art.

通过Braintone艺术图像生成引擎的实时无线信息流，可以将你的情感投射为数字画布上的抽象艺术作品，在画布上表现你的情感。

Braintone art 可以让任何人通过脑电波耳机捕捉到大脑的注意力，从而创作出一件独特的艺术品。 

1- 选择你最喜欢的颜色

2- 戴上脑电图耳机

3- 开始收集EEG

4- 你的情绪开始传递到电脑屏幕上

5- 生成各式各样的彩色图像

目前主要有2种不同的风格：Mood Bloom和Ink Thoughts

脑波艺术创作可以帮助我们更多地了解大脑的功能，通过可视化的艺术表现，了解大脑是如何工作的，以及如何更好的去做出调整。

脑波艺术是我今年的重点研究项目。寻#脑机接口 公司合作

shadow

#群讨论

黑镜S3E4《圣朱妮佩洛》将意识上载到云端，达到永生……是不是造梦技术的终点？

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小助手opus

备注：脑波艺术

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# 更多参考资料：

[ 梦境广告 ] dxe.pubpub.org/pub/dreamadvertising/release/1

[ 梦境黑客技术 ] aeon.co/essays/dreams-are-a-precious-resource-dont-let-advertisers-hack-them 

www.the-scientist.com/features/scientists-engineer-dreams-to-understand-the-sleeping-brain-68170

[ 清醒梦 ] www.sleepfoundation.org/dreams/lucid-dreams

[ MIT的研究项目 ] www.media.mit.edu/projects/sleep-creativity/overview

www.media.mit.edu/projects/targeted-dream-incubation/overview

[ 俄罗斯方块效应 ] exploringyourmind.com/tetris-effect

[ 深度重建 ] debuglies.com/2018/01/16/japan-deep-image-reconstruction-from-human-brain-activity

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