通过使用蛋白质到音乐的算法，可以从蛋白质中创造出独特的旋律。该算法结合了蛋白质的特定元素——比如氨基酸的大小和位置——并将它们映射到各种音乐元素，以创建蛋白质结构的听觉“蓝图”。
“现有的蛋白质音乐大多是通过将某些氨基酸模式简单映射到音高和音符长度等基本音乐特征来设计的，但它们不能很好地映射到更复杂的音乐特征，如节奏和和声，”资深作者于宗说。陈，新加坡国立大学药学系教授。“通过专注于音乐风格，我们可以指导更复杂的氨基酸模式组合与各种音乐特征的映射。”
在他们的实验中，研究人员分析了 1800 年代中期古典音乐浪漫时代的四首乐曲的音高、长度、八度、和弦、力度和主题。这些作品，包括肖邦的幻想即兴曲和弗朗茨·舒伯特的流浪者幻想曲，被选为代表那个时期出现的著名的幻想即兴曲风。
“我们选择了幻想即兴曲的特定音乐风格，因为它的特点是表达自由，我们认为这将补充蛋白质如何调节我们的大部分身体功能，包括我们的情绪，”合著者张鹏 (@zhangpeng1202) 说，洛克菲勒大学博士后
同样，选择研究中的几种蛋白质是因为它们与幻想即兴风格的关键属性相似。测试的 18 种蛋白质中的大多数调节功能，包括人类情感、认知、感觉或表现，作者说这些与该类型的情感和表现力有关。
然后，他们将这些蛋白质的 104 种结构、物理化学和结合氨基酸特性映射到六种音乐特征。“我们根据不同音乐特征的量化值筛选了每个氨基酸属性的定量特征，以找到最佳映射配对。例如，我们将氨基酸的大小映射到音符长度，以便具有较大的氨基酸大小对应到更短的音符长度，”陈说。
在所有测试的蛋白质中，研究人员发现蛋白质的音乐性得到了显着改善。特别是，与早期版本的蛋白质到音乐算法相比，催产素的蛋白质受体 (OXTR) 被认为是在使用流派引导算法时音乐性增加最大的一种。
“催产素受体蛋白产生了我们最喜欢的歌曲，”张说。“这个蛋白质序列产生了一个可识别的主旋律，在整个作品中以节奏重复，以及一些有趣的主题和模式，这些主题和模式独立于我们的算法重复出现。还有一些令人愉快的和声进行;例如，许多七和弦自然解析.”
然而，作者确实指出，虽然引导算法增加了蛋白质歌曲的整体音乐性，但在它类似于真正的人类音乐之前还有很多进展。
“我们相信下一步是探索更多的音乐风格和更复杂的氨基酸特性组合，以增强音乐性和新颖的音乐作品。另一个非常重要的下一步是应用人工智能来共同学习复杂的氨基酸特性和他们结合各种音乐风格的特点，创造出具有增强音乐性的蛋白质音乐，”陈说。
研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和新加坡学术基金的支持。