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在線訓練系統科學原理之神經可塑性和感知覺學習


腦知健是一個設計科學和高效的自適應訓練系統,訓練課程是根據神經可塑性和認知神經科學原理,圍繞感知覺信息加工,感覺統合,認知功能等底層神經加工過程設計的虛擬知覺訓練任務,針對性地訓練用戶的注意力、記憶力、視知覺、協調性、執行力等5大基礎認知功能,從而消除由于感知覺障礙或神經缺損所帶來的注意力不集中,多動,學習障礙,輕度認知障礙等癥狀。下面我們將簡單介紹腦知健背后的科學:
 

神經可塑性


神經可塑性(Plasticity)最早被諾貝爾獎生理醫學獎得主艾瑞克·坎德爾所系統證明。一般認為主動適應和反映外界環境各種變化,神經系統能發生結構和功能的改變,并維持一定時間的變化稱為神經可塑性。學習和記憶就是中樞神經系統可塑性的典型例證。證據表明,當給予正確的練習時,大腦實際上是可以重塑自身以變得更有效率。大腦這種能力被神經科學家稱為“神經可塑性”,具有十分甚遠的影響,是現代認知神經科學的基礎,也是所有神經干預訓練的基本原理。

關于“神經可塑性”的案例:

在倫敦城區駕駛出租車的司機必須通過一個關于如何從一個地方到另一個地方的嚴格測試。出租車司機需要花幾個月的時間學習倫敦地圖,以熟悉不同路線并通過這一測試。2000年倫敦大學的科研人員對這些出租車司機的大腦進行成像研究,試圖探明在司機們記住常人難以記住的路線時,他們的大腦發生了什么。如果大腦是一個被動接受信息,相對靜止的容器,科研人員預期會看到大腦發生很少結構上的改變。但是,他們所觀察到的結果另他們感到十分震驚。科研人員在大腦中與機體控制有關的的關鍵區域觀察到大小和形狀發生了變化。特別是一處被稱為“hippocampus”的與記憶和導航相關的大腦區域,科研人員發現出租車司機的這一區域明顯更大。在隨后的研究中科研人員發現這一區域的變大程度與花費在路線記憶的時間相關。這是對大腦適應不同挑戰能力的初步了解,這種能力可以使大腦在面對挑戰時增強其能力。

在過去的十年中,科研人員觀察到大腦在不同的人在面對相同任務時會發生類似的結構或功能上的變化。例如,醫學學生在考試前經過長時間學習后,大腦會發生跟前述出租車司機類似的變化;學習變戲法導致大腦中負責視覺處理的區域發生至少暫時性的功能上的變化。Green和Bavelier研究發現電腦游戲玩家比非玩家的視覺專注力更勝一籌。更重要的是,當非玩家被要求在幾周時間內不斷玩電腦游戲,他們的視覺專注力會有所改善,達到與玩家相近的水平。

在工程技術的幫助下,科研人員不斷地發明新的方法利用神經可塑性去改進大腦的健康和表現。
 

知覺學習


個體對感覺材料的加工處理因經驗的積累或練習而得到顯著提高的過程。知覺學習是來自神經系統底層的,不自主的學習,不是我們通常理解的有意識學習。知覺學習的例子有很多:出租車司機對于道路和方位的識記遠遠超過普通人;市場小販通過“手秤”幾乎可以精確估計農產品的重量;人類對于人臉特別是表情的識別遠遠超過對于其它物體;在吵雜的會場環境中有人叫你的名字,你可以馬上聽見,而自動過濾其它語言聲音;在學會開車后沒多久,您開車已經不需要經過大腦,而是自動自覺的了。。。這些都是我們的神經系統在經過大量的特化訓練后建立起來的對特別信息的特別處理通道和處理方式。知覺學習的關鍵期是12歲之前,隨著年齡的增長知覺學習的效率會逐漸降低,這也就是為什么孩子學習新東西更快的原因。知覺學習效應具有重復性,針對定,臨界閾值,鞏固性等特點,腦知健通過科學設計的知覺任務,在處于受訓者臨界水平的挑戰任務下進行特定的訓練,能夠提高知覺學習的效率和針對性,從而訓練我們想提高的認知功能。

認知神經科學:感知覺信息處理、感覺統合、認知功能


課程計劃注意力提升課程 | 讀寫障礙干預課程 |1對1面授輔導課程

核心訓練注意力 | 記憶力 | 視知覺 | 協調性 | 執行力 | 讀寫力

訓練原理舉例:顏色匹配 | 云中記憶 | 臉孔記憶

相關學術論文概覽:

Cognitive Training With CogniFit Boosts Reading Skills In Dyslexic Students

當閱讀困難的的學生通過認知訓練,他們的大腦活動,工作記憶和讀取性能顯著增加

Can the error detection mechanism benefit from training the working memory? A comparison between dyslexics and controls- an ERP study -受益于訓練工作記憶的錯誤檢測機制?之間的比較,誦讀困難癥和控制的ERP研究 2009; 4:7141.

A Randomized Trial of Two Promising Computer-Based Interventions for Children with Attention Difficulties , Journal of Abnormal Child Psychology 2010  一個隨機試驗:計算機任務是否有益于干預兒童注意力缺損《兒童行為心理雜志》

Cognitive Training Versus Classical Computer Games

電腦程序認知訓練是更有效的改善健康人的認知功能,一項隨機雙盲前瞻性研究實驗- Neuroepidemiology神經流行病學雜志2011; 36

Training The Brain: Cognitive Therapy as an Alternative to ADHD Drugs” G. Sinha  Scientific American  2005

訓練大腦:認知療法取代多動癥藥物  《科學美國人》 2005

"Will Working Memory Training Generalize to Improve Off-Task Behavior in Children with Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder?"

C.T. Green , et. Al,Neurotherapeutics,2012 工作記憶訓練提升注意力缺陷多動兒童的任務表現 ,《神經治療》,2012

“A Randomized Trial of Two Promising Computer-Based Interventions for Children with Attention Difficulties.” Journal of Abnormal Child Psychology,D.L. Rabiner, et. Al,2010   基于計算機訓練干預注意力缺陷的隨機試驗,《兒童異常心理學》,2010

“Computerized Cognitive Training for Severely Emotionally Disturbed Children with ADHD.” S.E. Slate, et. Al, Behavior Modification,1998計算機訓練用于嚴重困擾的多動癥兒童,《行為矯正》,1998

“Computer-assisted cognitive training for ADHD.”  ,D.B. Kotwal, et. Al , Behavior Modification ,1996

計算機輔助訓練多動癥兒童,《行為矯正》,1996

"The effectiveness of computerized cognitive training and neurofeedback treatment in improving the functioning of ADHD children“

Fine, et. Al,In Preparation,2003 ,計算機認知訓練和神經反饋在治療注意力缺陷兒童提升功能中的效應,2003

“Effects of Cognitive Training on Academic and On-Task Behavior of Hyperactive Children”, M.I. Cameron, et. Al, Journal of Abnormal Child Psychology,1980,認知訓練對于過動兒童干預任務的效用評價,《異常兒童心理學》,1980

The Effectiveness of Education Technology for Enhancing Reading Achievement: A Meta-Analysis, Cheung, Alan CK et al., Best Evidence Encyclopedia, 2011 教育技術在提升閱讀能力的有效性分析,《最佳證據百科》,2011

神經網絡自適應算法


腦知健訓練系統基于神經可塑性,知覺學習,認知存量和流體智力等最新科學研究成果設計而成,包含了5大功能,50個知覺任務模型,自適應海量匹配方案。這50個充滿趣味的知覺訓練任務包括認識神經科學領域的經典訓練模型(如stroop反應),也包括基于最新研究成果的開發的新高效模型(如選擇性注意)。每個任務內部設置了多種訓練模式和難度級別,因此50個訓練任務通過神經網絡算法組織起來可以形成海量的匹配方案,從而為您定制屬于你的訓練方案,并且隨著訓練的進程動態調整方案,全程追蹤訓練數據和全方位的訓練報告,從而達到最高效的訓練效果。神經網絡自適應算法將從以下幾個方面做到這些:
針對性:系統將通過一組問卷調查,根據您在日程學習,生活,工作中的表現和年齡來初始化設置您的訓練課程,給予您最需要訓練的項目。如果有必要,你還可以通過致電反應您的特殊需求,以便我們為您定制更切合的方案。隨著訓練的進行,系統講通過您的表現進行自適應計算,不斷調整方案,既考慮整體的進程又兼顧您的薄弱環節進行訓練。有效的大腦訓練針對特定的大腦功能區,從而對我們的認知能力產生顯著性的變化。不像某些只提高用戶游戲成績的大腦訓練程序,高效的大腦訓練程序不僅僅提高用戶進行游戲的能力,而且提升訓練者在日常學習工作和生活中的表現。認知科學家使用“轉移”這一詞描述可為現實生活帶來益處訓練過程。設計良好的大腦訓練通過同時提高多種認知功能來完成這一“轉移”過程。那就是說,沒有一種訓練項目可以改善所有方面的認知能力,一個高效的認知訓練課程應該通過訓練任務搭配針對性地提高某些方面的大腦功能。
適應性:每一個體對任一新任務會反映出其強項和弱點,對某個人很容易的任務或許對另一個人來說是相當艱難的。根據知覺學習的臨界閾值原理,為了從訓練中獲益,訓練程序的難度必須進行適當的調整,以使整個訓練的過程具有挑戰性但又不因為過難而使用戶失去信心。對每個用戶而言,難度都有所不同,并且根據用戶水平的變化難度也不斷增大。這種對挑戰的反應機制是神經系統其中一個重要特性,通過適應性的訓練更好地塑造大腦的這一特性就可以使我們的學習過程更加高效。每一任務必須適應使用者的程度,以提供最優的訓練強度和對指定區域的改善。這種根據不同用戶隨時間推移不斷改進的表現而調整難度的能力,是認知訓練程序其中一個主要的創新點,它的實現有賴于當今計算機技術的發展。
整體性:很多大腦訓練程序根據狹隘的科學框架而建立的,只針對單一神經系統進行特異性的針對訓練。然而,大腦是一個高度復雜,互動并完整的系統。只對如視覺專注力,聽力處理或工作記憶等某些大腦功能進行訓練,是不能為現實生活帶來最佳益處的。每天生活中所要面對的任務——工作,上學,關心愛的人,娛樂等,需要大腦所有認知區域正常發揮其功能。如果信息不能被快速處理,則如動作電影等快速變化的事件會快速飛逝,不能在大腦中留下任何記憶。如果信息不能被適當地處理,則不能觸發注意力,導致無法留在記憶中。相似地,如果專注力有限,并且不能適當分配認知能力,關鍵的信息和事件將不能在大腦中留下記憶。最后,如果記憶系統不能發揮最佳功能,即使最簡單的信息都不能在大腦中長時間保留,而且不可能將不同的信息整合成一個整體。即使如看動作電影這種簡單的事情,也需要大腦的各部分共同發揮作用才能理解。
新穎性:了有效地訓練我們的大腦,我們必須使用新任務和挑戰刺激大腦。傳統上改善大腦健康的訓練,如拼圖,積木,形體協調訓練,是高度依賴現有知識和經驗的訓練任務,不會促進大腦的處理系統按新的方式進行信息處理。然而只有我們使用新方式處理信息時,神經系統的重塑和成長是不會發生的。大腦創造不同的信息處理通路以進行不同的任務。那些在從前進行過很多次的任務的僅僅是簡單地重新激活已存在的大腦通路。這種刺激對保持大腦活躍是十分有幫助的,但是它不能使信息處理速度發生根本上的改善。如果我們進行這一項大腦訓練,我們只是簡單地回憶從前學習過的信息。我們的目的是通過訓練大腦使其以新的方式工作,而不是重新激活已有的大腦通路。因此傳統的訓練只是提供一種低效的大腦訓練方式。
驅動性:想從大腦訓練中獲益最多,用戶需要經常和持續地進行大腦訓練。為了鼓勵用戶投入訓練,有效的大腦訓練程序必須具有令人投入的訓練內容和令人受益的結構。當大腦處于投入,獲益的狀態時,會更傾向于學習和改變。更重要的是,在一個任務中獲益的正常反應教會大腦更有效處理信息的機制。就是說,大腦的獲益告訴大腦,“這樣可行,未來碰到類似問題的時候也這樣做”。當你努力工作后,獲得你的同事、朋友或家人的贊賞和鼓勵,在將來你會更加努力地工作。這個基本的前提對心理學和心理健康同樣適應。我們中的很多人沒有達到應有的大腦運動量,其中一個重要原因是沒有得到應有的益處和鼓勵。當大腦訓練是有趣且令人享受的,我們會更傾向于投入這些訓練。腦知健訓練系統具有驅動系統設計,您將有持續的動力來打破自己的認知技能峰值記錄,并且隨著訓練的進行直觀的看到自己的表現成長曲線和在全體訓練者中進步的情況。
 
更多訓練原理可查閱 健知技術 核心訓練
 
 
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