这种读脑工具可以很快教会你一项新的技能

贝斯特·尤克尔很快就会让很多钢琴老师失业。

广告博士马萨诸塞州塔夫茨大学的d候选人发明了一种工具,帮助学生比在传统老师的监督下或在自己练习时更快、更准确地学习乐器。这种系统被称为BACh,用于脑自动合唱(也是对历史上最丰富的作曲家之一的明显肯定),它比人类老师有一个主要优势:它能读懂你的大脑。尤克尔说:「巴赫是我们希望脑-机界面未来走向的一个例子。」在攻读博士学位之前她在塔夫茨大学获得了两个硕士学位,一个是计算机科学,另一个是神经科学。现在她对这两个话题的交集感兴趣。她说:“我希望每个人每天都使用脑-机接口,这有助于提高他们的生活质量。”。

巴赫系统测量一种叫做“认知负荷”的东西,这是一个奇特的术语,用来表示学习新东西需要多少脑力劳动。传统的钢琴学习方法是一只手一次。一旦学生能通过右手的线,他们就移到左手。但是没有办法告诉他们的大脑需要多努力才能通过这条线。有些人可能会很快度过难关,他们的认知负荷很低,这意味着他们真的准备好继续前进了。其他人可能需要非常努力的工作,所以他们的认知负荷很重,有精神疲惫的危险。尤克尔解释说:「这可能表示他们超载,你需要减少信息量。」

当我们学到一些新的东西时,我们的大脑实际上是如何吸收信息的,这有点像是在暗中操作。我们可能过度劳累而没有意识到。只有当我们参加考试或者必须演奏新的音乐时,我们才知道所有的练习是否都有效。尤克尔说:「人们很难对自己的认知状态和工作量进行自我反思。」

观察力敏锐的老师也许能分辨出学生何时准备好学习新材料,但电脑可以通过实际观察他们的大脑来做得更好。BACh用户在前额上安装特殊的传感器,测量前额皮层的血流量,前额皮层是大脑控制中心,用于多任务处理、决策和短期记忆等高级认知功能。尤克尔解释说:「当你思考时,你的心脏会向大脑的那部分输送更多的血液和氧气。“

基于血流,巴赫可以分辨出学生大脑工作的难易程度,只有当学习者的认知负荷较轻时,巴赫才会释放出新的音乐行,这表明他们已经轻松掌握了第一行。到目前为止,这项技术证明非常有前途。在一项研究中,使用巴赫学习新歌曲的人比那些自己学习的人演奏了更多正确的音符,犯了更少的错误。他们也比对照组弹得快。这些都不是专家——尤克尔只是为这项研究招募了初学者。尤克尔说:

广告“这是我们第一次对认知负荷进行客观的物理测量,帮助人们实时学习”。现在,她和她的顾问、计算机科学教授罗伯特·雅各布正致力于用巴赫来测量情绪和认知负荷。她说:「举例来说,如果沮丧或焦虑情绪高涨,而工作量却很大,这可能表示他们负担过重。」“那么我会减少信息量或者提供帮助。“

虽然我们还需要做一些工作才能将大脑插入电脑并下载矩阵式的信息,但雅各布展望了一个未来,在这个未来,我们的设备配备了内置的mini - BACh系统,该系统可与可穿戴设备配合使用,因此学生可以跟踪自己的精神负荷。事实上,他在电气工程部门的同事已经在研究原型。他说:「想像一下,这是附在你的手机或Google Glass上的。」“没有什么能阻止这一点。这是可行的。“

对于尤克尔来说,钢琴只是众多可能应用中的第一个。她说巴赫几乎可以用来教授任何新的技能,从数学到外语。“你可以随心所欲地设计这个系统,”她说。“如果你在教小孩子如何阅读,你可以从字母表中的字母开始,然后在两个字母的单词上建立起来。只要是可以分解成不同难度的任务,当认知负荷降到某个阈值以下时,你就可以增加难度。你可以为小孩设计直到研究生水平的电气工程师。这是第一步,但也是一个强大的步骤。“