Музыка и наука: Когда молекулы превращаются в музыку

Преобразование последовательностей ДНК и колебаний частиц в ноты позволяет исследователям распознавать невидимые закономерности и использовать их для создания музыки. С помощью этой так называемой молекулярной музыки разрабатываются научно обоснованные методы, которые, например, позволят использовать революционные методы лечения в терапевтике. Алгоритмические подходы вдохновляют, а результаты — восхищают. Очевидно, что музыке есть что предложить науке…

Сонификация — преобразование данных в звуки

Медицинский молекулярный биолог Марк Темпл долгое время занимался исследованиями новых лекарств для лечения рака в своей лаборатории в Университете Западного Сиднея. Он извлекал ДНК из клеток и добавлял лекарство, чтобы определить, в какой части химической последовательности оно связывается. Поскольку интерпретация комбинации ДНК была визуально подавляющей, Темпл искал более простой, благоприятный и в то же время более осмысленный способ выявления благоприятных структур.

Его решение: сочетание акустических сигналов и визуальных дисплеев. Он хотел слышать данные. Затем Марк Темпл создал собственную систему присвоения нот элементам ДНК. Молекулярная мелодия, созданная с помощью ИИ и состоящая всего из четырех нот, облегчает ему распознавание закономерностей последовательности и принятие решений на их основе.

Мелодия ДНК, сыгранная на фортепиано

Превращение научных данных в музыку звучит инновационно, но это лишь отчасти так. Ученые экспериментируют с преобразованием биологических данных в звуки уже более сорока лет. Еще в начале 80-х годов прошлого века современный биомолекулярный инженер Дэвид Дример заметил, что три из четырех оснований ДНК соответствуют буквам, которые также можно обозначить нотами. Он так и сделал: сопоставил, а затем сыграл на фортепиано аккорды ДНК до мажор6 и ля минор7. Музыканты заметили, что аккорды состоят из одних и тех же тонов, просто наложенных по-разному. С тех пор это стало интерпретацией ДНК.

Квантовая музыка белков

Примерно в то же время французский физик Жоэль Штернхаймер посвятил себя музыке белков, которую в итоге назвали «квантовой музыкой Штернхаймера». Как композитор, он перевел колебательные частоты двадцати аминокислот белков в музыкальные ноты, а затем в музыкальную партитуру. С тех пор специалисты не раз пытались «омузыкалить» генетическую информацию людей, превратив ее в персонализированные мелодии. Тем временем успешно работает технология соникации, с помощью которой диагностируются заболевания сердца. Обученные кардиологи могут использовать эту технологию для диагностики патологических изменений с точностью до 78 процентов.

Музыка тела, звуки растений

Линда Лонг, биохимик из Эксетерского университета (Великобритания), с помощью соникации переводит в музыку как растительные белки, так и человеческие гормоны. Из этого даже было создано два музыкальных альбома. В зависимости от формы, она кристаллизует и просвечивает белки рентгеновскими лучами, делая их структуру видимой. Полученные при этом серии чисел представляют собой трехмерную структуру белковых молекул. Она прогоняет эти последовательности через компьютерную программу, после чего данные преобразуются в музыкальные ноты. Результат: Вы действительно можете услышать форму белка. Биохимик убеждена, что молекулярная музыка способна укрепить связь между разумом и телом. По мнению Лонг, песни обращаются к подсознанию, оказывая терапевтическое воздействие, и таким образом могут способствовать самоисцелению.

Молекулярная музыка как терапевтический инструмент

Лонг также работает над молекулярной музыкой для использования в сеансах гипнотерапии. Например, пациенты должны получать поддержку в похудении с помощью музыки, переведенной с жиросжигающего вещества иризина. И она даже идет на смелый шаг дальше. Лонг создает музыку из переведенных человеческих антител, которые нейтрализуют вирус короны. Ваша цель — визуализировать устойчивую иммунную систему. Ее музыка ДНК еще не использовалась в качестве терапевтического средства, и невозможно также сказать, обладает ли эта работа клинически значимыми свойствами. Эксперты, такие как музыкальный технолог Карла Скалетти, настроены скептически.

Опосредованное проявление противовирусных свойств довольно немыслимо

С другой стороны, исследователи в основном согласны с тем, что музыка и звуки оказывают глубокое воздействие. Однако тезис о том, что прослушивание перевода трехмерной структуры белка в виде последовательности тонов может передать противовирусные свойства исходного белка, вызывает серьезные сомнения. Тем не менее, есть специалисты, которые убеждены, что связь между молекулами и музыкой может быть использована для новых методов лечения, выходящих за рамки эффектов музыкотерапии.

Как пламя превращается в музыкальный инструмент

Например, Маркус Бюлер, инженер по материалам из Массачусетского технологического института и композитор экспериментальной музыки, превратил паутину в шуршащую мелодию, а колебания пламени — в медитативную реверберацию гонгов. Его тезис: Все можно использовать как инструмент и таким образом преобразовывать в звуки, тем более что все вибрирует. С помощью своей системы, основанной на искусственном интеллекте, Бюлер пошел и по противоположному пути, преобразуя музыку в белки. Он создал белки, которые никогда ранее не встречались в природе в этой последовательности ДНК. По мнению Бюлера, можно создать белок, который является оптимизированным вариантом самого себя. В настоящее время инженер ищет белок, который позволит продлить срок хранения скоропортящихся продуктов.

Автор: Камила Марочко