혹시 뇌파에 대해 듣고 어쩌면 그들이 무엇인지 궁금해? 이 문서에서,우리는 것이 무엇인지 설명하는 뇌파다,그들이 어떻게 측정할 수 있는 실험실에서 교실에서,그리고 왜 그것은 흥미로운 측정니다.

뇌파: 을 측정하기

세포에서 당신의 두뇌라는 신경과 당신의 두뇌는 약 86 억니다. 이 뉴런은 교실에있는 학생들과 마찬가지로 매우 수다 스럽습니다. 단어를 사용하는 대신 뉴런은 생성하는 작은 전기 신호를 통해 통신합니다. 이러한 신호는 파도를 닮은 강도로 위아래로 이동합니다:이들은 당신의 뇌파입니다. 측정할 수 있는 뇌파으로 알려진 기술을 사용하여 뇌파(EEG),에서는 작은 감지기,소위 전극에 배치,사람의 머리입니다. 일반적으로,이 모든 전극(256 까지! 휴대용 장치는 최근 애호가 찾고 헤드셋에서,적은 전극을 사용하는 개발되었지만),캡에 의해 장소에서 개최된다. 어느 한 뉴런이 생성하는 전류가 너무 작기 때문에 뇌파는 개별 뇌 세포의 전기적 활동을 측정 할 수 없습니다. 이러한 전류는 많은 뉴런이 유사한 전기 신호를 동시에 전송할 때만 측정 할 수 있습니다. 수천 명의 사람들이있는 음악 축제를 상상해보십시오. 을 때만 한 사람이 박수,밴드하지 않습니다 무대에 그것을 들을 때,그러나 전체 관객 박수를 동시에,그들은 확실히 이해하고 있습니다.

뇌파:느리고 빠른

뇌파는 속도가 다릅니다. 에 대해 생각할 수 있습 느리게 뇌파로 큰 파도 바다에,이 배고 빠르게 뇌파으로 작은 월요일에서의 물의 표면입니다. 우리가 뇌파를 사용할 때,우리는 동시에 일어나는 빠르고 느린 뇌파의 혼합물을 얻습니다.이것이 흥미로운 이유는 무엇입니까? 아주 깨어 있고 여전히 꿈꾸지 않는 아침 일찍 자신을 상상해보십시오. 바로 그 순간에 뇌파로 뇌파를 측정했다면 비교적 느린 뇌파를 보게 될 것입니다. 이제 당신이 시험을 치르고 강렬하게 집중하는 학교에 있다고 상상해보십시오. 이 상황에서 우리는 더 빠른 뇌파를 감지 할 수도 있습니다. 이 예들은 뇌파의 속도가 당신이있는 상태와 관련이 있음을 보여줍니다. 뇌파의 속도를 주파수라고합니다. 우리는 뇌파를 사용하여 다른 주파수 범위를 식별 할 수 있습니다. 예를 들어,델타 범위는 1 초에 1-4 번 위아래로 이동하는 비교적 느린 뇌파 또는 주파수 단위 인 1-4 헤르츠(Hz)에 해당합니다. 그림 1 은 주파수 범위(주파수 대역이라고도 함)의 개요와 정신 상태와 어떻게 관련되어 있는지를 보여줍니다.

넘어 저속 및 고속:이벤트 관련 잠재력

지만 EEG 주파수 대역은 매우 흥미있는,모든 질문에 대답할 수 있을 검사하여니다. 예를 들어,어떤 당신이 알고 싶다면 어떻게 두뇌를 이해하고 당신은 당신이 듣고 단어나 어떻게 전류,좋아하지 않을 치는 당신의 여동생은 만약 그녀가 드라이브을 미친? 이러한 질문에 대해 연구자들은 뇌파를 다른 방법으로 분석합니다:이벤트 관련 잠재력 또는 ERP 를 계산하여. ERPs 는 단어를 읽거나 충동을 제어하는 것과 같은 특정 사건에 대한 전기적 뇌 반응입니다. ERP 방법에서는 이러한 특정 사건으로 인한 뇌파 신호의 일부가 검사됩니다. 이 방법을 사용하려면,EEG 기록하는 동안 참가자는 수행하는 전산화하는 작업이 특히 디자인을 공부하는 특정 기능의 뇌 예를 들어,전류 제어합니다.

다음은”Go/No-Go”작업(그림 2)이라고하는 이러한 작업에 대한 설명입니다. 다른 글자가 하나씩 화면에 나타납니다. “X”는”버튼을 누르십시오”를 의미합니다(Go!),그리고”O”는”버튼을 누르지 마십시오”를 의미합니다(No Go!). “X”이 작업에서 제시보다 훨씬 더 자주”오,그래서”참가자들이 자동으로 준비하여 응답할 때마다 편지가 화면에 나타납—심지어는”O”참가자들을 제어해야 자신의 임펄스 버튼을 눌러의 경우에”O”이 작업을 통해 연구자 검사 EEG 기록하는 동안 프리젠 테이션의 주습니다. 그들이 가장 관심있는 편지를 추측 할 수 있습니까?

연구원들이 가장 관심이있는 EEG 대응하여”O”s 기 때문에,이 경우 참가자를 제어하기 위해 필요한 충격을 버튼을 누릅니다. “O”s 에 대한 뇌 반응을 검사하기 위해 연구원은”O”의 각 프리젠 테이션에 대한 뇌파 반응을 격리하고 이러한 모든 반응을 함께 평균화합니다. 이 특정 사건에 대한 평균 뇌파 반응은 ERP 이며,충동을 조절하려는 뇌의 시도를 반영합니다. 에 대해 생각할 수 있는 과정을 계산하는 ERP 로 체 필터링,조각의 뇌파 신호의 관심만 하는 신호 연구원은 가장 큰 관심을 갖고 있습니다.

제한의 실험실 실험

과학자들은 많은 것을 배웠는 방법에 대해 뇌에서 작품을 하기 뇌파와 ERP 실험을 받으실 수 없습니다. 우리가 그러한 실험을 할 때,우리는 일반적으로 사람들이 전산화 된 작업을 수행 할 때 뇌 활동을 측정합니다. 이러한 작업을 측정하도록 설계되어 일정한 뇌 기능을,예를 들어 단어를 읽고,일산,또는 통제하는 전류. 일반적으로 이러한 실험실 작업은 일상 생활에서하는 일과는 상당히 다릅니다.

예를 들어,생각하는 작업에 대한 빈번한”X”s 와 희귀”O”s 연구에 사용 전류 제어합니다. 이와 같은 제어의 전류를 이동 또는 채팅을 다른 학생으로는 귀하의 선생님은 지침을 제공? 에서 뇌파 검사 실험실에,당신은 것이 혼자 앉아,조용한 방에서는 작업과 같은 버튼을 누르고 때때로 노력하지 않는 버튼을 누르기만 하면 됩니다. 이 실험실 실험을 우리들에게 말할 수 있는 몇 가지 방법에 대한 뇌 컨트롤 충동,하지만 그것은 무엇을 말하는 방법에 대한 아이들과 거래의 충동에서 학교까? 이것은 실험실 실험의 한계입니다: 그들은 다소 부 자연스러운 상황에서 뇌 활동을 측정합니다.

를 사용하여 휴대용 EEG 에서 교실

의 또 다른 측면 인간의 행동은 어려운을 연구하는 실험실에서는 사람들이 어떻게 상호 작용 예를 들어,다른 방법 학생들은 서로 상호작용에는 학교입니다. 실험실 실험은 매우 제한적에 이 질문에 대답하지만,최근의 발전에 휴대용 EEG 이제 허용한 과학자들이 수행하는 뇌 연구를 외부의 실험실이 있습니다.이것이 바로 뉴욕 대학의 연구원 팀이 최근에 한 일입니다. 그들과 제휴하여 지역 고등학교 및 측정의 두뇌 활동에는 교사 및 학생들의 그룹 중 11 생물학 수업은(그림 3A). 에서 각 학습,학생들이 참가에서는 다른 학습활동 등을 강의,교육용 비디오,및 그룹 토론합니다. 연구자들은 이러한 교실 활동 중에 학생들의 뇌파가 동조하고 있음을 발견했습니다. 다른 말로하면,그들의 뇌파는 동기화되어 함께 위아래로 올라갔습니다. 더욱 흥미롭게도,수업에 더 많이 참여했다고보고 한 학생들은 다른 학생들과 더욱 동기화되었습니다(그림 3B).

휴대용 EEG 장치는 흥미 진진한 사용할 수 있기 때문에 단지에 대한 연구이지만,또한 가르치기 위한 목적입니다. 에서”뇌파를,”신경과학 고등학교는 프로그램 개발되었,뉴욕 대학에서 학생들이 사용하여 뇌파에 대해 자세히 알아보십시오의 자신의 두뇌와 방법에 대해 신경과학 작동합니다. 학생들은 과학자와 협력하여 자신의 연구 프로젝트를 개발합니다. 예를 들어,그들이 사용할 수 있는 뇌파 검사를 탐구하는 방법은 뇌에 응답하는의 이미지가 유명하고 비 유명한 얼굴,또는 어떻게 음악을 듣고에 영향을 미치는 우리의 능력에 집중합니다.

휴대용 뇌파는 실험실 뇌파 연구를 대체하기 위해 발명되지 않았습니다. 오히려 일상적인 상황에서 뇌 과정에 대한 통찰력을 제공함으로써 실험실 연구를 보완합니다. 그러나 더 자연스러운 환경에서 뇌를 연구하는 이점은 약간의 절충안과 함께 제공됩니다. 의 품질에 의해 수집된 데이터 휴대용 EEG 으로 높은 수집된 데이터에서는 실험실이기 때문에,휴대용 장치가 훨씬 적은 전극과 참가자의 주위에 이동 more. 또한 실험실 외부의 환경은 연구원의 통제하에 있지 않으므로 실험 결과를 해석하기가 더 어려울 수 있습니다.

이것은 공상 과학 소설처럼 들리는가?

그래서,이 모든 것을 읽은 후에,당신은 어떻게 생각합니까? 교실에서 뇌파 장치를 착용하는 것에 관심이 있겠습니까,아니면이 생각이 조금 무서운 것을 발견합니까? 글쎄,당신을 안심시키기 위해,지금까지 휴대용 뇌파는 뇌 활동의 일반적인 척도만을 제공합니다. 뇌파 검사는 확실히 당신의 마음을 읽을 수 없습니다. 그래서,당신은 걱정할 필요가 없는 연구자 또는 당신의 선생님 당신의 생각을 읽는 경우에 당신이 이제까지나 이들의 뇌파 검사 기기에 학교입니다. 우리는 마음 읽기가 여전히 공상 과학 소설이라는 것을 안심시키고 싶습니다!

어떤 상업적인 만들어 판매하는 회사는 뇌파 장치를 요구하는 EEG 모니터링하는 데 사용할 수 있으로써,학생들이 읽기 힘의 다른 뇌파와 디코딩 이로”집중”또는”주의가 산만해서는 안 됩니다.”우리는 이것이 여러 가지 이유로 아주 좋은 생각이라고 생각하지 않는다. 첫째,우리는 뇌파 신호가 뇌 기능면에서 무엇을 의미하는지에 대해 충분히 이해하기 전에 훨씬 더 많은 연구를해야합니다. 둘째,학생들은 반드시 모든 시간을 집중 될 필요가 없습니다. 우리가 알고 있는 두뇌는 약간의 시간이 필요하는 나머지,그리고 마음이 방황할 수 있는 실제로 유용한 학습합니다.

결론

휴대용 EEG 장치를 제공 몇 가지 좋은 기회와 같은 기능을 연구하는 방법을 뇌가 작동하는 자연 환경에서,다음과 같합니다. 연구에서 뇌의 자연적인 상황 특히 혜택을 우리의 이해의 사회적 상호작용으로 휴대용 EEG 를 측정하는 데 사용할 수 있습의 두뇌 활동에서 여러 사람들에 한 번하는 동안,그들은 서로 상호 작용. 또한 휴대용 뇌파는 학생들이 뇌가 어떻게 작동하는지 더 잘 이해할 수 있도록 도와줍니다. 그러나,과학의 발전은 작은 단계에서,그래서 우리가 떠날 마음을 읽기 위해 공상과학 영화,그리고 그 동안 토론하는지 여부를 우리가 원하는 것을 현실이다.

용어집

뇌파:동시에 활동하는 뉴런 그룹에 의해 생성 된 전류의주기.

뉴런:전기 신호를 전송하여 서로 통신하는 뇌의 세포.

EEG:Electroencephalography,기술에서는 작은 감지기,소위 전극에 배치,사람의 두피를 사용하여 모자 또는 헤드셋이 있습니다. 뇌파 검사는 유사한 전기 신호를 동시에 전송하는 뉴런 그룹의 전기적 활동을 측정합니다.

전극:뇌의 뉴런에 의해 생성 된 전류를 기록하기 위해 뇌파에 사용되는 두피에 배치 된 검출기.

주파수:속도의 뇌파;횟수는 뇌파쪽에서 1s. 단위의 주파수를 Hertz(Hz)1Hz 것을 의미 하나의 초당 사이클.

주파수 대역:특정 정신 상태와 관련된 뇌파 주파수의 범위. 예를 들어,1-4Hz 범위의 주파수는 깊은 수면과 관련된 델타 대역이라고합니다.

ERP:Eeg 를 사용하여 측정 된 이벤트 관련 잠재력. ERPs 는 소리를 듣거나 단어를 읽는 것과 같은 특정 사건에 대한 전기적 뇌 반응입니다. ERP 방법에서 참가자는 관심있는 특정 이벤트가 종종 반복되는 컴퓨터 화 된 작업을 수행합니다. 이러한 사건으로 인한 뇌파 신호의 부분은 함께 평균화됩니다. 이 평균화는 임의의 뇌 활동이 평균화되고 뇌파의 관련 부분이 남아있게합니다.

동조:뇌파가 함께 위아래로 갈 때. 이것은 하나의 뇌(예:뇌의 다른 부분에서 뇌파)또는 뇌 사이에있을 수 있습니다. 이 후자의 예를 뇌 대 뇌 동조라고합니다.

이해의 충돌

저자가 선언하는 연구가 수행되었의 부재에서 어떠한 상업 또는 금융 서비스를 제공하는 것으로 해석될 수 있는 잠재적인 이해의 충돌.

감사

우리는 진심으로 감사하는 사람들을 지원 번역에서의 기사를 이 컬렉션에서 보다 쉽게 액세스할 수 있도록 합니하는 아이들이 밖에서 영어권 국가에 대한 제이콥스를 위한 기초를 제공하는 데 필요한 자금을 번역하는 기사입니다. 나 네덜란드어로이 문서를 번역.

도 2 의 그림은 Dikker 등으로부터 증쇄되었다. ,저작권(2017),엘스비어의 허가.

우리는 EARLI 와 Jacobs Foundation 이 자금을 지원하는 교육 신경 과학 연구의 신흥 필드 그룹 Portable Brain Technologies 의 회원 및 자금 제공자에게 감사드립니다. NA 와 TJ 는 유럽 연구위원회(European Research Council)의 시작 보조금에 의해 추가로 지원됩니다(#716736).

모 프로그램 개발의 지원으로 과학교육 협력 프로그램에서 미국 국립 기관의 일반적인 의료 과학.