Анализ возможностей использования нейроинтерфейсов в образовании

-

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность работы: Исследования в области создания нейрокомпьютерных интерфейсов начались в 1960-70-х годах на стыке наук и практически сразу заняли востребованные ниши. Развитие данной технологии основывается на идее, что процессы, протекающие в головном мозге, содержат намного больше информации, чем мы непосредственно наблюдаем в поведениях. Фиксация и расшифровка данной информации с помощью нейроинтерфейсов, с одной стороны, может обеспечить более глубокое понимание поведения человека, с другой - использоваться для разработки электронных систем, которые изменят характер взаимодействия людей с миром.
Нейроинтерфейсы изначально создавались для применения в сфере медицины: для восстановления способности к движению и помощи во взаимодействии с окружающей средой людям с ограниченными физическими возможностями, реабилитации после инсульта и т.д. Положительный опыт применения нейроинтерфейсов побудил исследователей к тому, чтобы выйти за рамки решения медико-биологических задач и начать использовать их в других областях: нейроэкономике и нейромаркетинге, индустрии игр и в сфере образования.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕЙРОНАУК
1.1 Основные характеристики нейронауки в образовании
Нейронаука – это научное направление, которое занимается изучением химических, биологических и анатомических особенностей, влияющих на деятельность мозга и нервной системы. «Нейронаука является зонтичным понятием, поскольку объединяет множество междисциплинарных направлений, включая медицину, химию, психологию, молекулярную биологию, анатомию, физику и др» [1].
«Сейчас многими принято считать, что нейронаука и нейробиология являются тождественными терминами, однако по определению из Оксфордского словаря:
? Нейронаука - наука, изучающая структуру и функции мозга и нервной системы;
? Нейробиология - научная дисциплина, изучающая биологию нервной системы, в частности, ее функции, опосредующие поведение»;
? Нейропедагогика - прикладная нейронаука использования знаний когнитивной неврологии, дифференциальной психофизиологии, нейропсихологических знаний, данных о мозговой организации процессов овладения различными видами учебного материала, учёта совместимости вариантов ИПЛ (индивидуальный профиль латерации) учащихся и преподавателей в образовательном процессе [2].
В условиях новой цифровой экономики педагогическое образование не может работать по старой модели и с прежней эффективностью, используя традиционные процессы, методики, образовательные технологии и инструменты [3]. Последнее время очень востребованными оказываются междисциплинарные направления. «Так в конце XX века, как в отечественной, так и в зарубежной педагогике возрос интерес к результатам исследований в области нейронаук (науки, изучающие деятельность головного мозга) в первую очередь – нейропсихологии, нейрофизиологии и нейробиологии. В 1988 г. Герхард Прайс вводит термин «нейродидактика» для обозначения междисциплинарной области, существующей на пересечении нейронаук, педагогики и психологии. В рамках нейродидактики разрабатываются вопросы организации условий эффективного обучения, основанного на результатах исследований функционирования структур головного мозга и нервной системы» [4].
С помощью каких технологий ученые изучают мозг человека?
? Электроэнцефалография (ЭЭГ)
Представляет собой запись электрической активности мозга с помощью электродов, закреплённых на коже головы. В последние годы большое развитие получили портативные ЭЭГ — с ними испытуемые могут двигаться и вести себя более естественно.
Метод позволяет фиксировать изменения в мозге практически в реальном времени, но обладает невысоким пространственным разрешением. То есть по данным ЭЭГ можно точно сказать, когда активность мозга изменилась, но лишь приблизительно определить, в какой точке это произошло.
? Магнитоэнцефалография (МЭГ)
Регистрирует не сами электрические импульсы, а магнитное поле, которое они создают. Для этого даже не нужно ничего крепить к голове — все необходимые датчики находятся внутри «шлема», который надевается на голову испытуемого. Метод точный, но очень дорогой — редко какой исследовательский центр может себе позволить аппаратуру для него. К тому же МЭГ-системы нельзя перевозить, и для исследований, например, в школьных классах они неприменимы.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Архангельский, А.А. Нейрокомпьютерные системы: Учеб. пособие / А.А. Архангельский. - СПб.: СПбГУТ, 2007. - 243 с.
2. Бархатов, Н.А. Искусственные нейронные сети в задачах солнечно-земной физики [Текст]: монография / Н.А. Бархатов, С.Е. Ревунов. - Нижний Новгород: Нижегородский гос. пед. ун-т, 2010. - 407 с.
3. . Бутусов, О.Б. Современные компьютерные технологии в прикладной математике [Текст]: учебное пособие / О.Б. Бутусов, Н.И. Редикульцева, О.П. Никифорова. - Москва: Изд-во МГУИЭ, 2010. - 98 с.
4. . Горлов, В.Н. Прикладные нейрокомпьютерные системы: Учебное пособие: / В.Н. Горлов; М-во образования Рос. Федерации, Владимир. гос. ун-т. - Владимир: Владим. гос. ун-т, 2009. - 125 с.
5. . Евдокимов, А.А. Нейрокомпьютерные технологии в системах защиты информации / А.А. Евдокимов. - Невинномысск: НТИ (фил.) ГОУ ВПО "СевКавГТУ", 2007. - 199 с.
6. . Злобин, В.К. Нейросети и нейрокомпьютеры [Текст] / В.К. Злобин, В.Н. Ручкин. - Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2011. - 252 с.
7. . Ключко, В.И. Нейрокомпьютерные системы. Базы знаний: Учеб. пособие / В.И. Ключко, В.В. Ермоленко. - Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2008. - 100 с.
8. . Кобенко, В.Ю. Компьютерные технологии в науке и производстве: учебное пособие / В.Ю. Кобенко, Ю.Н. Кликушин. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. - 103 с.
9. . Ковалев, И.В. Нейросетевые и гибридные методы и программные средства повышения эффективности поддержки принятия решений в интеллектуальных системах: автореферат дис. кандидата технических наук: 05.13.11/Ковалев Иван Витальевич; [Место защиты: Моск. энергет. ин-т]. - Москва, 2011. - 18 с.

Весь текст будет доступен после покупки