2025-05-02 13:55来源:本站
研究发现,书写可以激活大脑中负责记忆和学习的关键区域,这表明学校应该平衡传统Nal和数字实践。
在最近发表在《心理学前沿》上的一项研究中,研究人员利用高密度脑电图(HD EEG)研究了手写和打字对大脑连通性和学习能力的影响。
随着手写在教育中越来越多地被数字设备所取代,了解其对认知和神经过程的影响至关重要。打字因为容易而受到鼓励,而手写则与提高拼写、记忆、字母识别和学习能力有关。
神经科学研究表明,书写所需的精确运动控制涉及独特的神经过程,为学习和记忆形成提供了最佳的大脑条件。
脑电图在探索与这些活动相关的大脑网络的动态功能连接方面已被证明是无价的。需要进一步的研究来阐明这些差异背后的神经生物学机制及其含义。
40名大学生参加了挪威科技大学(NTNU)发展神经科学实验室的一项研究,他们大多20岁出头。其中,36名右撇子参与者的数据是在高清脑电图记录的质量检查后纳入的。
使用爱丁堡利手性量表来确定右利手性,以消除使用双手的潜在混淆效应。
参与者在校园里被招募,并获得一张15美元的电影票作为补偿。获得了知情同意,并可选择在任何阶段退出。这项研究得到了医学和卫生伦理区域委员会(挪威中部)的批准。
在Microsoft Surface Studio上使用E-Prime 2.0软件呈现了15个图片词汇。参与者要么用数字笔写草书,要么用键盘打字。每个单词在30次试验中出现在两种情况下。
使用256通道测地线传感器网(GSN)记录每个任务前5秒的大脑活动。采取措施减少运动伪影,例如从显示中排除键入的文本。采用脑电源分析(BESA)软件对EEG数据进行预处理,并结合伪影校正和基于相干的连通性分析。
高清脑电图记录了书写和打字时的神经活动。去除伪影后,使用四壳椭球头部模型分析感兴趣的大脑区域。
利用复解调将重构源的时间序列数据转换到频域,利用相干性方法计算功能连通性。
生成了一个高分辨率的连接矩阵,可视化大脑功能网络。提取的网络测量强调了手写和打字之间连接模式的显著差异。
在书写条件下,时间-频率分析显示在θ(3.5-7.5赫兹)和α(8-12.5赫兹)波段有明显的神经活动,尤其是在顶叶和中央大脑区域。连贯性结果显示,与打字相比,手写在这些频率范围内引起了明显更强的连通性。
积极的连接模式,以红色轮廓显示,在书写过程中尤为突出,在整个试验过程中持续存在,特别是在1000到4500毫秒之间。相比之下,打字显示出更弱、更不广泛的连接模式。
连通性矩阵揭示了书写中广泛存在的θ / α一致性,特别是在顶叶左、顶叶中线和顶叶右区域,以及中左和中右区域之间。
这些模式是通过重要的集群来说明的——16个不同的连接对应于32对独特的手写集群。这种连通性强度在打字中是不存在的,这表明手写更广泛地参与了神经网络。
统计分析表明,手写和打字之间的连通性存在显著差异,共发现32个阳性簇。这些差异主要局限于顶叶和中央区域,在θ和α频段观察到显著的影响。
t检验证实,与打字相比,手写涉及不同的神经过程,反映了认知和运动需求的差异。
进一步的网络分析可视化了手写的邻接矩阵,描绘了一个简化的理论大脑网络的枢纽、节点和边缘。中枢在书写时更为活跃,尤其是在顶叶和中部区域,其功能连接性更高。
这些广泛存在的θ / α连贯模式在打字中是不存在的,这强调了书写所需要的独特的认知和运动参与。
总而言之,本研究利用高清脑电图探索了年轻人书写和打字时的大脑连接。参与者使用数字笔在触摸屏上写下视觉呈现的单词,然后在键盘上输入相同的单词。
连通性分析集中在顶叶和中央大脑区域,这两个区域与注意力、记忆和感觉运动整合等认知过程有关。
研究结果显示,与打字相比,手写增强了θ(3.5-7.5赫兹)和α(8-12.5赫兹)频段的连通性,强调了手写在增强与学习和记忆形成相关的大脑连通性方面的作用。