神经科学丰富课程提供脑电图设备供学生使用

Aerie浓缩计划和十大赌博网站科学部获得三种耳机,为Lower启动神经科学计划, Middle, and Upper School students.

 

你知道吗?在你的两只耳朵之间,坐着整个宇宙中已知最复杂的物体?

It allows you to dance at parties, cry at funerals, play video games at 4 in the morning, 和好朋友聊天的时候吃墨西哥卷饼. That thing is your brain, 一系列黏糊糊的电脉冲和分子以比子弹头列车更快的速度交流! 

这都要感谢十大赌博网站一家的慷慨,也多亏了去年春天,一位伊里的科普老师去上了四年级的科学课, 学院已经获得了三款脑机接口(BMI)耳机——Muse, the NextMind, 以及Emotiv Epic X,为十大赌博网站大学各个年龄段的学生开启了神经科学研究.

十大赌博网站神经科学项目旨在教育K-12学生关于大脑的结构和功能,以及获取大脑信息的科学过程. 重点是脑机接口(BMI), 将大脑电脉冲转换成可用于控制计算机和机器的信号的设备. 社区建设和参与是该计划的重要组成部分,该计划是通过十大赌博网站·埃利方法创建的-丰富和R&D学校的课程组成已经存在了四十多年.

十大赌博网站并不是美国第一所在课堂上使用神经科学技术的学校, 它是全国为数不多的将大脑设备作为丰富和科学课程一部分的学校之一,通过购买设备和开发使用这些设备的课程.

Currently, Aerie教师Travis Dumais在一项独立的神经科学研究中与低年级学生Ella Nickerson一起使用该设备,在Aerie的一项特殊的神经科学选修课中也与高年级学生一起使用该设备. Last spring, 尼克森的灵感来自于她四年级十大赌博网站科学课上的一次演讲,她和朱莉·阿伯德利老师一起筹集资金(出售“Baklava for science”),将第一批设备捐赠给学校,并为十大赌博网站的更多学生支持Aerie方法.

小学一年级女生在年长男老师的注视下使用大脑装置进行神经科学实验.
埃拉·尼克森(五年级)和她的家人在做了一场名为“巴克拉瓦科学”的筹款活动后,将这款耳机捐赠给了学校!艾拉去年在四年级的十大赌博网站科学课上学习了神经科学.

 

Above: 5th grader Ella explains EEGs

How the devices work with the brain

Aerie teacher Travis Dumais manages the new program. “我花了九年时间研究神经科学, moral decision making, religious belief, and mindfulness meditation.杜迈斯在罗德岛学院与布朗大学神经科学研究实验室合作获得了心理学硕士学位. While working with Dr. Willoughby Britton, 他是正念冥想科学的领先专家,也是精神病学和人类行为学的助理教授, 布朗大学行为与社会科学助理教授, Dumais研究了正念对睡眠的影响,并与人合著了关于冥想对健康影响的论文(2020). 大学期间,他研究宗教信仰与道德决策之间的关系(2013). 

他用非科学的术语描述了大脑的基本原理以及新设备的工作原理.“大脑是由一堆叫做细胞的微小生命单位组成的. Some of these cells are called neurons,” he said. “你的大脑和脊髓大约有1000亿个神经元,它们的主要功能是相互发送信号. And these signals code information. 例如,大脑后部的神经元编码视觉信息. 如果你被锤子砸伤了后脑勺, for instance, you could go blind.

下图:一名学生使用十大赌博网站大学的一种新设备时记录的大脑活动的视觉输出.

“神经元通过电流和化学物质相互交流.  神经元每发出一个信号,就会发出一个小电脉冲. 单个神经元不会发出很多电流, 但数千个神经元同时发送信号,发出的电流足以在你的头骨表面被检测到。”杜迈斯解释道. “So, 科学家们在人们的头骨表面放置传感器来接收这些电脉冲,并利用这些脉冲来了解你的大脑在做什么. 你甚至可以用这些脉冲来控制计算机或机器.”

一名女高中生戴着大脑设备,在教室里用笔记本电脑观看大脑活动. Male classmate sits in desk at the edge of the room.
高一11年级的学生Mia Shih在十大赌博网站高中的教室里使用了一种脑机接口设备作为实验.

 

 

以下是11年级的Mia Shih向我们解释了第一次看到大脑工作是什么感觉.

Students have access to three devices

目前,十大赌博网站学校拥有三种大脑耳机设备. 这些设备被称为脑电图仪或简称EEG. 

The Muse
The first device, The Muse,旨在为冥想练习提供生物反馈. 学生们已经从这个设备中提取了原始的脑电图信号,并就音乐对大脑的影响等一系列主题进行了实验演示.

The Emotiv Epoc X
The Emotiv Epoc X 是市场上最强大的消费级脑电图耳机之一. 它不仅可以实时读取大脑活动,而且还具有脑机接口(BMI)的功能。. 使用这款耳机的学生将成为世界上第一批仅通过思维就能控制屏幕上物体的人.  该软件允许控制其他设备, such as turning lights on and off, playing electronic pianos, and even moving a drone using mental commands. 该设备还可以从大脑活动中检测面部表情.

The NextMind 
NextMind使用来自大脑后部视觉皮层的电脉冲来移动和选择屏幕上的物体。下面是低年级三年级学生Carston Levey Friedman使用该设备制作音乐和玩游戏.

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Weaving Curriculum With Diversity, Empathy, Science

与低年级科学教员Julie Abodeely合作, 去年(2019-2020年)试点了适合年龄的神经科学单元. 目标是教授神经科学的基础知识,并激励年轻学生思考大脑在日常生活中是如何运作的. In addition, 十大赌博网站大学4-12年级的学生可以使用这些设备学习神经科学的丰富课程.

这个小学阶段的项目希望能促进十大赌博网站的多样化目标, equity, 通过讨论神经多样性的各种因素来实现包容, bias, 和同理心,以提供知识工具,帮助年轻人应对我们这个时代的社会挑战. In the video below, 在十大赌博网站汉密尔顿学区,学习有差异的学生在冥想时观察一位同学的脑电波.

随着学生们学习使用这些设备,一些面向高中生的课程已经开始, including independent studies, 以及入门级和高级级别的丰富课程.   

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Community Outreach: Podcasts, Videos, Events

与十大赌博网站学校广播部合作, Brain Station, 和十大赌博网站的科学部目前正在发展,以促进更广泛的十大赌博网站的神经科学意识和研究, Rhode Island, and global communities.

  • 播客(十大赌博网站学校广播和大脑站)
    在社区内促进神经科学教育是十大赌博网站·埃利神经科学计划的一个关键目标. 与Brain Station创始人(详情见下文)以及十大赌博网站广播工作室(David Schiano和Jesse Yip)合作, 我们将创建一个播客,让任何年龄的学生都有机会与该领域的专家进行现场交流, 录制的讨论将向整个社区广播.
  • YouTube
    参加十大赌博网站大学Aerie神经科学选修课的学生将有机会通过YouTube在公共论坛上发表他们的课堂工作. 在十大赌博网站广播工作室的指导下(大卫·斯基亚诺), Jesse Yip, and Travis Dumais), 学生将获得如何以有趣的方式展示信息的专业知识, modern, and informative way to the community.
  • BrainStation
    BrainStation是一个由伊恩·莫尔博士创立的非营利组织.D. 布朗大学研究伽马波脑电图活动和注意力的学生. In collaboration with BrainStation, 十大赌博网站的Aerie丰富神经科学计划打算接触服务不足的社区,教授关于大脑的知识,并使用缪斯和Epoc X技术举办演示. 十大赌博网站的学生将通过这个项目提供帮助,获得社区参与和教学经验,并与全州的年轻人建立关系.

Want to know more?

十大赌博网站并不是第一所在课堂上使用神经科学技术的学校, 它是全国为数不多的通过获得设备和开发课程和社区推广来使大脑设备成为丰富和科学课程的可用部分的学校之一,以更好地理解这一令人难以置信的主题.  For information, contact Travis Dumais, Wheeler Aerie enrichment teacher.