Towards an emotion-driven interactive music system: ridging the gaps between affect, physiology and sound generation

Report for the scientific sojourn at the Stanford University from January until June 2007. Music is well known for affecting human emotional states, yet the relationship between specific musical parameters and emotional responses is still not clear. With the advent of new human-computer interaction (HCI) technologies, it is now possible to derive emotion-related information from physiological data and use it as an input to interactive music systems. Providing such implicit musical HCI will be highly relevant for a number of applications including music therapy, diagnosis, nteractive gaming, and physiologically-based musical instruments. A key question in such physiology-based compositions is how sound synthesis parameters can be mapped to emotional states of valence and arousal. We used both verbal and heart rate responses to evaluate the affective power of five musical parameters. Our results show that a significant correlation exists between heart rate and the subjective evaluation of well-defined musical parameters. Brightness and loudness showed to be arousing parameters on subjective scale while harmonicity and even partial attenuation factor resulted in heart rate changes typically associated to valence. This demonstrates that a rational approach to designing emotion-driven music systems for our public installations and music therapy applications is possible.

Experimental exposure of the blue mussel (Mytilus edulis, L.) to the toxic dinoflagellate Alexandrium fundyense: Histopathology, immune responses, and recovery

Mussels (Mytilus edulis) were exposed to cultures of the toxic dinoflagellate Alexandrium fundyense or the non-toxic alga Rhodomonas sp. to evaluate the effects of the harmful alga on the mussels and to study recovery after discontinuation of the A. fundyense exposure. Mussels were exposed for 9 days to the different algae and then all were fed Rhodomonas sp. for 6 more days. Samples of hemolymph for hemocyte analyses and tissues for histology were collected before the exposure and periodically during exposure and recovery periods. Mussels filtered and ingested both microalgal cultures, producing fecal pellets containing degraded, partially degraded, and intact cells of both algae. Mussels exposed to A. fundyense had an inflammatory response consisting of degranulation and diapedesis of hemocytes into the alimentary canal and, as the exposure continued, hemocyte migration into the connective tissue between the gonadal follicles. Evidence of lipid peroxidation, similar to the detoxification pathway described for various xenobiotics, was found; insoluble lipofuchsin granules formed (ceroidosis), and hemocytes carried the granules to the alimentary canal, thus eliminating putative dinoflagellate toxins in feces. As the number of circulating hemocytes in A. fundyense-exposed mussels became depleted, mussels were immunocompromised, and pathological changes followed, i.e., increased prevalences of ceroidosis and trematodes after 9 days of exposure. Moreover, the total number of pathological changes increased from the beginning of the exposure until the last day (day 9). After 6 days of the exposure, mussels in one of the three tanks exposed to A. fundyense mass spawned; these mussels showed more severe effects of the toxic algae than non-spawning mussels exposed to A. fundyense. No significant differences were found between the two treatments during the recovery period, indicating rapid homeostatic processes in tissues and circulating hemocytes.

Introducció experimental a la biotecnologia amb clavellina: cultiu in vitro

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Es tracta d’una recerca experimental en la que s’han assajat vuit tècniques de cultiu in vitro amb clavellina. El material vegetal s’ha esterilitzat per immersió en una solució diluïda de lleixiu i s’ha manipulat de manera estèril. En tots els casos el medi de cultiu utilitzat ha estat el MS amb una concentració de sacarosa i reguladors de creixement variable segons l’experiment. La incubació dels cultius s’han dut a terme en una cambra amb control de fotoperíode durant 4 setmanes. Els diferents reguladors de creixement han mostrat un clar efecte sobre les seccions de tija. Els explants cultivats en medi lliure d’hormones han crescut menys que els exposats a diverses concentracions de NAA i BA. Aquests tractaments hormonals han originat símptomes de creixement anòmals (engruiximents a la base i vitrificació). La presencia de 2,4-D ha afavorit la formació de cal•lus i d’arrels per organogènesi adventícia indirecta. L’obtenció de plàntules per germinació in vitro de llavors ha permès reduir notablement les pèrdues per contaminació, mentre que el subcultiu d’aquestes ha donat unes tases de micropropagació de 7.2 seccions/plàntula. Ha estat possible aclimatar aquestes vitroplantes per tal d’adaptar-les a les condicions de camp. No hem pogut obtenir organogènesis adventícia ni embriogènesi somàtica a partir d anteres ni hem pogut iniciar un cultiu de cèl•lules a partir dels cal•lus. Tot i la complexitat d’aquestes tècniques, és possible dur-les a terme en un laboratori escolar.

Music identification

L'evolució ens els últims decennis de les possibilitats relacionades amb les tecnologies de la informació han provocat l'aparició de diferents camps, entre ells l'anomenat “recuperació de música basant-se en el contingut”, que tracta de calcular la similitud entre diferents sons. En aquest projecte hem fet una recerca sobre els diferents mètodes que existeixen avui en dia, i posteriorment n'hem comparat tres, un basat en característiques del so, un basat en la transformada discreta del cosinus, i un que combina els dos anteriors. Els resultats han mostrat, que el basat en la transformada de Fourier és el més fiable.