Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben een uniek experiment uitgevoerd, waarbij de hersenactiviteit van twintig studenten tijdens een college simultaan werd gemeten. Tijdens een college van een uur, dat afwisselend passief en interactief was, wilden de onderzoekers meer leren over veranderingen in de concentratie van studenten tijdens colleges. Voor dit experiment droegen de studenten elk een Brain-Computer Interface met verschillende meetpunten. Deze innovatieve aanpak kan docenten mogelijk in staat stellen hun onderwijsmethoden aan te passen op het moment dat de aandacht verslapt.
Het bijzondere experiment in de collegezaal is een opmaat naar de ontwikkeling van een draagbare technologie, die aan docenten meldt dat de concentratie van studenten inzakt. De technologie die in de collegezaal werd toegepast, is volgens betrokkenen nog nooit op deze schaal toegepast. Om dit te verwezenlijken kregen alle 20 de studenten een Brain-Computer Interface (BMI) in de vorm van een headset tijdens het college op hun hoofd.
Headset vol elektroden
Het idee van een BCI die je hersenactiviteit kan meten bestaat in de medische wereld al tientallen jaren. Ook de Neuralink van Elon Musk is een soort BCI. Deze gaat echter voor heel andere doelen ingezet worden en is natuurlijk, in tegenstelling tot de in het college gebruikte headsets, invasief van aard. Met zo’n non-invasieve headset vol meetpunten kun je in de praktijk volgens Rob van der Lubbe, een van de onderzoekers, tegenwoordig al gamen. Op de website van UT vertelt hij: “Maar onze technologie moet directe feedback over de alertheid geven van meerdere mensen tegelijkertijd en dat kan nu nog niet. In de toekomst zou dit kunnen leiden tot betere prestaties op werkplekken, waar langdurige alertheid cruciaal is. In de collegezaal kan de docent, als hij merkt dat de aandacht verslapt, bijvoorbeeld het college interactiever maken en vervolgens zien of dat inderdaad effect heeft.”
BCI meet hersenactiviteit
Twintig studenten kregen tijdens het proefcollege allemaal tegelijk een speciale cap op die twee verschillende signalen van hersenactiviteit meet, te weten EEG en fNIRS. Een EEG meet de elektrische activiteit van de hersenen. Het doet dit door kleine elektroden die op het hoofd worden geplaatst en die dan de elektrische signalen registreren die worden geproduceerd door de neuronen in de hersenen. Met fNIRS meet je op een andere wijze de hersenactiviteit, door de concentratie van zuurstof in het bloed in de hersenen te observeren. ANTNeuro en Artinis Medical Systems ontwikkelden deze bijzondere cap samen met de Universiteit Twente. Onderzoeker Max Slutter: “Er zijn al wel hersenmetingen gedaan naar alertheid, maar nog nooit bij zoveel mensen tegelijkertijd. Het vroeg om een enorme inspanning van een groot team om uiteindelijk alle tegelijkertijd werkend te krijgen."
Hyperscanning
Iedereen ken wel het fenomeen van het wegzakken van de concentratie tijdens een les of als je op een scherm kijkt tijdens je werk. Wanneer een computersysteem niet goed werkt, verschijnt ergens wel een melding, maar nergens is te zien of de mensen in de controlekamer of collegezaal nog volledig alert zijn. Om dat wel waar te kunnen nemen, werd dus deze technologie ontwikkeld waarmee simultaan de alertheid van meerdere mensen tegelijkertijd wordt gemeten. In vaktermen wordt deze aanpak aangeduid als een ‘hyperscanning techniek’. De twintig studenten die meededen met het experiment kregen afwisselen blokjes college: eerst een stukje traditioneel hoorcollege en daarna weer een interactiever blok met discussies en een quiz.
Succesvol data verzameld
Doordat de onderzoekers tijdens het college continu de breinactiviteit op twee manieren meten, hoefden ze het college niet te onderbreken om een idee te krijgen van de mate van alertheid. Slutter: “We weten dat studenten tijdens interactieve colleges beter opletten, maar voor ons is het interessant of je dat terugziet in de activiteit van het brein. We onderzoeken ook of alertheid aanstekelijk is. Als degene naast je de aandacht verliest, heeft dat dan invloed op jou? En omgekeerd, als een persoon naast jou alerter is, word jij dat dan ook?” De uitkomsten van het onderzoek waren bevredigend, want het lukte om van alle twintig deelnemers succesvol data te verzamelen. De eerste resultaten lijken inderdaad te laten zien dat studenten alerter waren tijdens het interactieve college.
