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在线训练系统科学原理之神经可塑性和感知觉学习


脑知健是一个设计科学和高效的自适应训练系统,训练课程是根据神经可塑性和认知神经科学原理,围绕感知觉信息加工,感觉统合,认知功能等底层神经加工过程设计的虚拟知觉训练任务,针对性地训练用户的注意力、记忆力、视知觉、协调性、执行力等5大基础认知功能,从而消除由于感知觉障碍或神经缺损所带来的注意力不集中,多动,学习障碍,轻度认知障碍等症状。下面我们将简单介绍脑知健背后的科学:
 

神经可塑性


神经可塑性(Plasticity)最早被诺贝尔奖生理医学奖得主艾瑞克·坎德尔所系统证明。一般认为主动适应和反映外界环境各种变化,神经系统能发生结构和功能的改变,并维持一定时间的变化称为神经可塑性。学习和记忆就是中枢神经系统可塑性的典型例证。证据表明,当给予正确的练习时,大脑实际上是可以重塑自身以变得更有效率。大脑这种能力被神经科学家称为“神经可塑性”,具有十分甚远的影响,是现代认知神经科学的基础,也是所有神经干预训练的基本原理。

关于“神经可塑性”的案例:

在伦敦城区驾驶出租车的司机必须通过一个关于如何从一个地方到另一个地方的严格测试。出租车司机需要花几个月的时间学习伦敦地图,以熟悉不同路线并通过这一测试。2000年伦敦大学的科研人员对这些出租车司机的大脑进行成像研究,试图探明在司机们记住常人难以记住的路线时,他们的大脑发生了什么。如果大脑是一个被动接受信息,相对静止的容器,科研人员预期会看到大脑发生很少结构上的改变。但是,他们所观察到的结果另他们感到十分震惊。科研人员在大脑中与机体控制有关的的关键区域观察到大小和形状发生了变化。特别是一处被称为“hippocampus”的与记忆和导航相关的大脑区域,科研人员发现出租车司机的这一区域明显更大。在随后的研究中科研人员发现这一区域的变大程度与花费在路线记忆的时间相关。这是对大脑适应不同挑战能力的初步了解,这种能力可以使大脑在面对挑战时增强其能力。

在过去的十年中,科研人员观察到大脑在不同的人在面对相同任务时会发生类似的结构或功能上的变化。例如,医学学生在考试前经过长时间学习后,大脑会发生跟前述出租车司机类似的变化;学习变戏法导致大脑中负责视觉处理的区域发生至少暂时性的功能上的变化。Green和Bavelier研究发现电脑游戏玩家比非玩家的视觉专注力更胜一筹。更重要的是,当非玩家被要求在几周时间内不断玩电脑游戏,他们的视觉专注力会有所改善,达到与玩家相近的水平。

在工程技术的帮助下,科研人员不断地发明新的方法利用神经可塑性去改进大脑的健康和表现。
 

知觉学习


个体对感觉材料的加工处理因经验的积累或练习而得到显著提高的过程。知觉学习是来自神经系统底层的,不自主的学习,不是我们通常理解的有意识学习。知觉学习的例子有很多:出租车司机对于道路和方位的识记远远超过普通人;市场小贩通过“手秤”几乎可以精确估计农产品的重量;人类对于人脸特别是表情的识别远远超过对于其它物体;在吵杂的会场环境中有人叫你的名字,你可以马上听见,而自动过滤其它语言声音;在学会开车后没多久,您开车已经不需要经过大脑,而是自动自觉的了。。。这些都是我们的神经系统在经过大量的特化训练后建立起来的对特别信息的特别处理通道和处理方式。知觉学习的关键期是12岁之前,随着年龄的增长知觉学习的效率会逐渐降低,这也就是为什么孩子学习新东西更快的原因。知觉学习效应具有重复性,针对定,临界阈值,巩固性等特点,脑知健通过科学设计的知觉任务,在处于受训者临界水平的挑战任务下进行特定的训练,能够提高知觉学习的效率和针对性,从而训练我们想提高的认知功能。

认知神经科学:感知觉信息处理、感觉统合、认知功能


课程计划注意力提升课程 | 读写障碍干预课程 |1对1面授辅导课程

核心训练注意力 | 记忆力 | 视知觉 | 协调性 | 执行力 | 读写力

训练原理举例:颜色匹配 | 云中记忆 | 脸孔记忆

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Can the error detection mechanism benefit from training the working memory? A comparison between dyslexics and controls- an ERP study -受益于训练工作记忆的错误检测机制?之间的比较,诵读困难症和控制的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  一个随机试验:计算机任务是否有益于干预儿童注意力缺损《儿童行为心理杂志》

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

训练大脑:认知疗法取代多动症药物  《科学美国人》 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 工作记忆训练提升注意力缺陷多动儿童的任务表现 ,《神经治疗》,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   基于计算机训练干预注意力缺陷的随机试验,《儿童异常心理学》,2010

“Computerized Cognitive Training for Severely Emotionally Disturbed Children with ADHD.” S.E. Slate, et. Al, Behavior Modification,1998计算机训练用于严重困扰的多动症儿童,《行为矫正》,1998

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

Fine, et. Al,In Preparation,2003 ,计算机认知训练和神经反馈在治疗注意力缺陷儿童提升功能中的效应,2003

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The Effectiveness of Education Technology for Enhancing Reading Achievement: A Meta-Analysis, Cheung, Alan CK et al., Best Evidence Encyclopedia, 2011 教育技术在提升阅读能力的有效性分析,《最佳证据百科》,2011

神经网络自适应算法


脑知健训练系统基于神经可塑性,知觉学习,认知存量和流体智力等最新科学研究成果设计而成,包含了5大功能,50个知觉任务模型,自适应海量匹配方案。这50个充满趣味的知觉训练任务包括认识神经科学领域的经典训练模型(如stroop反应),也包括基于最新研究成果的开发的新高效模型(如选择性注意)。每个任务内部设置了多种训练模式和难度级别,因此50个训练任务通过神经网络算法组织起来可以形成海量的匹配方案,从而为您定制属于你的训练方案,并且随着训练的进程动态调整方案,全程追踪训练数据和全方位的训练报告,从而达到最高效的训练效果。神经网络自适应算法将从以下几个方面做到这些:
针对性:系统将通过一组问卷调查,根据您在日程学习,生活,工作中的表现和年龄来初始化设置您的训练课程,给予您最需要训练的项目。如果有必要,你还可以通过致电反应您的特殊需求,以便我们为您定制更切合的方案。随着训练的进行,系统讲通过您的表现进行自适应计算,不断调整方案,既考虑整体的进程又兼顾您的薄弱环节进行训练。有效的大脑训练针对特定的大脑功能区,从而对我们的认知能力产生显著性的变化。不像某些只提高用户游戏成绩的大脑训练程序,高效的大脑训练程序不仅仅提高用户进行游戏的能力,而且提升训练者在日常学习工作和生活中的表现。认知科学家使用“转移”这一词描述可为现实生活带来益处训练过程。设计良好的大脑训练通过同时提高多种认知功能来完成这一“转移”过程。那就是说,没有一种训练项目可以改善所有方面的认知能力,一个高效的认知训练课程应该通过训练任务搭配针对性地提高某些方面的大脑功能。
适应性:每一个体对任一新任务会反映出其强项和弱点,对某个人很容易的任务或许对另一个人来说是相当艰难的。根据知觉学习的临界阈值原理,为了从训练中获益,训练程序的难度必须进行适当的调整,以使整个训练的过程具有挑战性但又不因为过难而使用户失去信心。对每个用户而言,难度都有所不同,并且根据用户水平的变化难度也不断增大。这种对挑战的反应机制是神经系统其中一个重要特性,通过适应性的训练更好地塑造大脑的这一特性就可以使我们的学习过程更加高效。每一任务必须适应使用者的程度,以提供最优的训练强度和对指定区域的改善。这种根据不同用户随时间推移不断改进的表现而调整难度的能力,是认知训练程序其中一个主要的创新点,它的实现有赖于当今计算机技术的发展。
整体性:很多大脑训练程序根据狭隘的科学框架而建立的,只针对单一神经系统进行特异性的针对训练。然而,大脑是一个高度复杂,互动并完整的系统。只对如视觉专注力,听力处理或工作记忆等某些大脑功能进行训练,是不能为现实生活带来最佳益处的。每天生活中所要面对的任务——工作,上学,关心爱的人,娱乐等,需要大脑所有认知区域正常发挥其功能。如果信息不能被快速处理,则如动作电影等快速变化的事件会快速飞逝,不能在大脑中留下任何记忆。如果信息不能被适当地处理,则不能触发注意力,导致无法留在记忆中。相似地,如果专注力有限,并且不能适当分配认知能力,关键的信息和事件将不能在大脑中留下记忆。最后,如果记忆系统不能发挥最佳功能,即使最简单的信息都不能在大脑中长时间保留,而且不可能将不同的信息整合成一个整体。即使如看动作电影这种简单的事情,也需要大脑的各部分共同发挥作用才能理解。
新颖性:了有效地训练我们的大脑,我们必须使用新任务和挑战刺激大脑。传统上改善大脑健康的训练,如拼图,积木,形体协调训练,是高度依赖现有知识和经验的训练任务,不会促进大脑的处理系统按新的方式进行信息处理。然而只有我们使用新方式处理信息时,神经系统的重塑和成长是不会发生的。大脑创造不同的信息处理通路以进行不同的任务。那些在从前进行过很多次的任务的仅仅是简单地重新激活已存在的大脑通路。这种刺激对保持大脑活跃是十分有帮助的,但是它不能使信息处理速度发生根本上的改善。如果我们进行这一项大脑训练,我们只是简单地回忆从前学习过的信息。我们的目的是通过训练大脑使其以新的方式工作,而不是重新激活已有的大脑通路。因此传统的训练只是提供一种低效的大脑训练方式。
驱动性:想从大脑训练中获益最多,用户需要经常和持续地进行大脑训练。为了鼓励用户投入训练,有效的大脑训练程序必须具有令人投入的训练内容和令人受益的结构。当大脑处于投入,获益的状态时,会更倾向于学习和改变。更重要的是,在一个任务中获益的正常反应教会大脑更有效处理信息的机制。就是说,大脑的获益告诉大脑,“这样可行,未来碰到类似问题的时候也这样做”。当你努力工作后,获得你的同事、朋友或家人的赞赏和鼓励,在将来你会更加努力地工作。这个基本的前提对心理学和心理健康同样适应。我们中的很多人没有达到应有的大脑运动量,其中一个重要原因是没有得到应有的益处和鼓励。当大脑训练是有趣且令人享受的,我们会更倾向于投入这些训练。脑知健训练系统具有驱动系统设计,您将有持续的动力来打破自己的认知技能峰值记录,并且随着训练的进行直观的看到自己的表现成长曲线和在全体训练者中进步的情况。
 
更多训练原理可查阅 健知技术 核心训练
 
 
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