Misurare le onde cerebrali per capire come i bambini prestano attenzione
Cosa può rivelare l'elettroencefalogramma avanzato sull'attenzione nei giovani?
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I ricercatori utilizzano elettrodi per misurare l'attività cerebrale mentre i bambini svolgono dei compiti. Comprendere questa attività cerebrale può fornire indizi su come gli insegnanti potrebbero ottimizzare l'ambiente di apprendimento per bambini di età e abilità diverse. Nel secondo di un serie in tre partineuroscienziato cognitivo Paolo Matusz Il testo rivela cosa mostra l'EEG riguardo allo sviluppo dell'attenzione e come gli ambienti multisensoriali possono influenzare l'apprendimento dei bambini.
Prestare attenzione in ambienti multisensoriali come le scuole
Immaginate un gruppo di bambini che imparano il teorema di Pitagora. L'insegnante è in piedi davanti alla classe, spiega il teorema e fornisce informazioni visive. Ora immaginate dei rumorosi lavori stradali proprio fuori: questo renderebbe molto difficile l'apprendimento. È chiaro che durante l'apprendimento interagiscono più sensi. Ma la ricerca su come i bambini prestano attenzione e imparano spesso si concentra esclusivamente sui processi visivi.
Quando gli adulti svolgono un compito che richiede attenzione focalizzata, sono più distratti se qualcosa stimola sia la vista che l'udito anziché un solo senso, ad esempio se qualcuno nel loro campo visivo si muove mentre parla ad alta voce. Le informazioni multisensoriali vengono elaborate in modo diverso Nel cervello, l'attenzione è più complessa di quella che possiamo solo vedere o sentire. Di conseguenza, gli studi EEG che indagano l'attenzione considerando solo le informazioni visive (o uditive) non possono spiegare come il cervello presta attenzione in ambienti quotidiani e multisensoriali come le scuole.
"Con la crescita, e soprattutto dopo l'ingresso nella scuola primaria, i bambini generalmente diventano più abili a prestare attenzione alle informazioni visive rilevanti."
Le capacità di attenzione visiva e multisensoriale si sviluppano in modo diverso
Io e i miei colleghi stiamo studiando come i processi cognitivi e i meccanismi cerebrali sottostanti cambiano con l'età. Questo è fondamentale per comprendere come gli studenti di diverse età apprendono nelle classi reali. Man mano che i bambini crescono, e soprattutto dopo l'ingresso nella scuola primaria, in genere diventano più abili a prestare attenzione alle informazioni visive rilevanti.
Paradossalmente, i bambini più piccoli tendono ad essere meno distratti dei bambini più grandi e degli adulti informazioni multisensorialisoprattutto quando il compito è difficile. Ad esempio, quando i bambini di sei o sette anni cercano oggetti familiari, come forme colorate su uno schermo, la velocità della loro ricerca non è influenzata da distrattori audiovisivi quando ci sono molti oggetti da esaminare. Tuttavia, questi distrattori audiovisivi influenzano la velocità di ricerca dei bambini più grandi e degli adulti. Questi risultati affascinanti contraddicono le teorie convenzionali secondo cui i bambini sarebbero "adulti più distratti". Ma sappiamo ancora molto poco sul ruolo dell'attenzione nell'apprendimento, soprattutto nel contesto di informazioni multisensoriali e materiali di studio rilevanti per la classe.
“Paradossalmente, i bambini più piccoli tendono ad essere meno distratti dei bambini più grandi e degli adulti informazioni multisensoriali, soprattutto quando il compito è difficile.”
In che modo possono essere d'aiuto i metodi EEG avanzati?
I ricercatori che utilizzano l'EEG collegano specifiche risposte cerebrali a determinati processi mentali, come ad esempio il pattern che si rileva quando l'attenzione è focalizzata su un oggetto, che i neuroscienziati chiamano componente N2pc. Spero che nuove metodologie avanzate ci consentiranno di utilizzare la componente N2pc come punto di partenza per quantificare l'attenzione e la capacità di apprendimento di un bambino in contesti naturali, anche nei bambini molto piccoli.
“Sappiamo ancora molto poco sul ruolo dell'attenzione nell'apprendimento.”
Un approccio chiamato "neuroimaging elettrico" si sta dimostrando un significativo miglioramento rispetto al metodo tradizionale di analisi dei segnali EEG. Il metodo tradizionale analizza i segnali in una specifica area del cuoio capelluto. Il neuroimaging elettrico, invece, analizza i modelli di attività nello spazio e nel tempo, sull'intera superficie del cuoio capelluto.
Questi metodi più recenti, che tengono conto dell'attività cerebrale su tutto il cuoio capelluto, forniscono nuove informazioni su ciò che accade nel cervello quando una persona presta attenzione. Possiamo osservare come i modelli di questa attività cambiano in risposta a diversi tipi di informazioni, compiti o contesti. Questi metodi ci consentono anche di confrontare questi modelli nei bambini e negli adulti per capire come si sviluppano i meccanismi cerebrali che regolano le abilità mentali rapide come l'attenzione.
La neuroimmagine elettrica ha rivelato molto sui meccanismi cerebrali coinvolti nelle funzioni cognitive, ma finora gli studi si sono concentrati quasi esclusivamente sugli adulti. In futuro, ricercatori come me stanno combinando decenni di conoscenze accumulate con l'EEG con questi metodi EEG avanzati per studiare l'attenzione in contesti in cui gli studi tradizionali risultano insufficienti. Stiamo esaminando l'elaborazione delle informazioni visive e di informazioni multisensoriali più naturali nei bambini durante tutto il loro sviluppo. Siamo più vicini che mai a comprendere come si sviluppa l'attenzione in contesti reali.
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Le note
Glossario
Componente EEG: un modello di attività elettrica con carica positiva e negativa sul cuoio capelluto, associato a uno specifico processo mentale, come l'attenzione.
Neuroimaging elettrico: un metodo avanzato per analizzare simultaneamente i pattern nello spazio e nel tempo nell'EEG.
Elettroencefalografia (EEG): un metodo non invasivo per misurare le onde cerebrali, in cui gli elettrodi posizionati sul cuoio capelluto, tenuti in posizione da una cuffia, rilevano l'attività di gruppi di neuroni vicino alla superficie del cervello.
Informazioni multisensoriali: informazioni create dal cervello integrando simultaneamente input provenienti da più sensi. Ad esempio, quando le persone conversano, integrano input provenienti sia dalla vista che dall'udito.
N2pc: La componente EEG che si verifica quando l'attenzione è focalizzata su un oggetto.