In een uniek experiment deden onderzoekers van de Universiteit Twente hersenmetingen bij twintig studenten tegelijkertijd. 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. Dit zou kunnen leiden tot draagbare technologie die de docent vertelt dat de aandacht van studenten verslapt.
Veel mensen herkennen het: Je oogleden worden zwaar tijdens een saai college, een presentatie of langdurig staren naar een scherm in een controlekamer. 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. Daarom ontwikkelden onderzoekers van de Universiteit Twente een technologie die gelijktijdig de alertheid van meerdere mensen meet. Deze hyperscanning techniek biedt de mogelijkheid voor docenten of teamleiders om direct te reageren als de aandacht verslapt.
Groot experiment
Deze technologie, waarin gebruik wordt genaakt van zogenaamde Brain-Computer Interfaces of BCI, is nog nooit op deze schaal toegepast. Een voorbeeld van een BCI is een headset die je hersenactiviteit meet. "Daarmee kan je al gamen bijvoorbeeld”, vertelt Rob van der Lubbe, een van de onderzoekers. “Maar onze technologie moet directe feedback over de alertheid geven van meerdere mensen tegelijkertijd, dat kan nu nog niet.” In de toekomst zou dit kunnen leiden tot betere prestaties op werkplekken waar langdurige alertheid cruciaal is. “Zodra de aandacht in een collegezaal verslapt kan een docent het college interactiever maken en zien of dat inderdaad effect heeft.”
Twintig studenten kregen tegelijkertijd een speciale cap op die twee verschillende signalen van hersenactiviteit meet: EEG en fNIRS. ANTNeuro en Artinis Medical Systems ontwikkelden de cap samen met de Universiteit Twente. “Er zijn al wel hersenmetingen gedaan naar alertheid, maar nog nooit bij zoveel mensen tegelijkertijd”, vertelt onderzoeker Max Slutter, “maar alle caps tegelijkertijd werkend krijgen vroeg dan ook om een enorme inspanning van een groot team.”
De twintig studenten kregen een uur lang les die afwisselend passief en interactief was. Dat gebeurde in blokken van vijftien minuten. Een blok met een standaard hoorcollege zonder interactie werd afgewisseld met een interactiever blok met discussie, een quiz en veel interactie. Doordat de onderzoekers continu de breinactiviteit op twee manieren meten, hoeven ze het college niet te onderbreken om een idee te hebben van de alertheid. In dat geval zou je eigenlijk al direct invloed op de alertheid zou hebben.
Alertheid aanstekelijk?
“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”, vertelt Slutter. De onderzoekers kijken niet alleen naar de hersenmetingen van de individuele studenten, maar proberen die ook met elkaar in verband te brengen. “We onderzoeken 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?”, vraagt Slutter zich af.
“We zijn uiterst tevreden dat het ons lukte om van alle twintig deelnemers succesvol data te verzamelen. Uit de eerste resultaten lijkt het er op dat de studenten inderdaad alerter waren tijdens het interactieve college”, sluit Slutter af.
Meer informatie
Max Slutter is onderzoeker in de vakgroep Data Management & Biometrics (DMB; Faculteit EEMCS). Hij heeft het experiment opgezet samen met Dorvanique Cocks en Tobias Merkelbach onder supervisie van Dr. Mannes Poel en Dr. Rob van der Lubbe. Het experiment is onderdeel van het onderzoeksproject EFRO ALERT. De speciale caps die tegelijkertijd EEG en fNIRS meten zijn medeontwikkeld door ANTNeuro en Artinis Medical Systems. Verder wordt in het onderzoeksproject samengewerkt met de bedrijven Thales Netherlands en Noldus Information Technology. De experimenten voor dit project worden uitgevoerd binnen het BMS Lab van de Universiteit Twente.
Dit project is medegefinancierd door de Europese Unie.
