Art has long played a profound role in shaping human emotion, cognition, and behavior. While visual arts such as painting and architecture have been studied through eye tracking, revealing distinct gaze patterns between experts and novices, analogous methods for auditory art forms remain underdeveloped. Music, despite being a pervasive component of modern life and culture, still lacks objective tools to quantify listeners' attention and perceptual focus during natural listening experiences. To our knowledge, this is the first attempt to decode selective attention to musical elements using naturalistic, studio-produced songs and a lightweight consumer-grade EEG device with only four electrodes. By analyzing neural responses during real world like music listening, we test whether decoding is feasible under conditions that minimize participant burden and preserve the authenticity of the musical experience. Our contributions are fourfold: (i) decoding music attention in real studio-produced songs, (ii) demonstrating feasibility with a four-channel consumer EEG, (iii) providing insights for music attention decoding, and (iv) demonstrating improved model ability over prior work. Our findings suggest that musical attention can be decoded not only for novel songs but also across new subjects, showing performance improvements compared to existing approaches under our tested conditions. These findings show that consumer-grade devices can reliably capture signals, and that neural decoding in music could be feasible in real-world settings. This paves the way for applications in education, personalized music technologies, and therapeutic interventions.


翻译:艺术长期以来在塑造人类情感、认知和行为方面发挥着深远作用。尽管绘画和建筑等视觉艺术已通过眼动追踪技术得以研究,揭示了专家与新手之间不同的注视模式,但针对听觉艺术形式的类似方法仍不成熟。音乐作为现代生活与文化中无处不在的组成部分,仍缺乏客观工具来量化自然聆听体验中听者的注意力与感知焦点。据我们所知,这是首次尝试使用自然主义的录音室制作歌曲和仅配备四个电极的轻量级消费级脑电图设备,解码对音乐元素的选择性注意。通过分析真实场景类音乐聆听过程中的神经响应,我们测试了在最小化参与者负担并保持音乐体验真实性的条件下解码是否可行。我们的贡献包括四个方面:(i)在真实录音室制作的歌曲中解码音乐注意力;(ii)通过四通道消费级脑电图验证可行性;(iii)为音乐注意力解码提供见解;(iv)展示相较于先前工作的模型性能提升。研究结果表明,音乐注意力不仅可针对新歌曲进行解码,还能跨新被试者实现,在测试条件下显示出优于现有方法的性能提升。这些发现表明消费级设备能够可靠捕获信号,且音乐神经解码在真实场景中具有可行性。这为教育、个性化音乐技术和治疗干预等应用铺平了道路。

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