基于脑科学的未来教育PPT课件
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基于脑科学的未来教育
首先让我们看一则广告
再来一则
移动通讯、 3G技术，让 我们拥有的 世界更加开 阔，交流沟 通也更加方 便及时。
下面是两张考试要求
• 这是科技时代的进步，移动通讯手段的发 展促使人类对于知识的拥有产生了更新的 定义。
• 现在如果我突然问静海寺签的南京条约有 多少条不平等条款，估计能记得马上回答 的人不多，但要是让有3G手机的马上上网 查查，那就知道了。
• 术前和术后进行的一系列神经心理学测试表明， 患者的总体智力水平并没有明显变化。但当电极 接通时，患者进行复杂记忆（包括解释、记忆成 对的词语等）的能力得到了显著的提高。
• 英国剑桥大学人类记忆专家Richard Henson认为：“此次发现之前从来没有过， 非常令人激动。”美国埃默里大学医学院 神经学家Helen Mayberg说：“此次研究表 明用DBS（深部脑刺激）增强大脑功能是可 能的，而这将在科学家和Байду номын сангаас理学家之间激 起很多讨论。”
新技术的研究不 需像早期那样在 头骨下放置芯片。
日立公司的高级 研究实验室日前 展示了一种新技 术，可以将大脑 意念转化为电子 信号。该装置通 过连在帽子上的 监测设备，以光 纤连接电脑，再 遥控一架玩具火 车。只要你动脑 筋想一想，火车 就开动了
• 以上说的是接受脑部的信息进行分析、操 纵机器。科学家指出，信息的流动必须双 向。将信息直接传回送到大脑皮层正是下 面的关键一步。
• 2002年，世界控制学专家沃里克教授成为示范这 项技术进入实验阶段的第一人。他将这个微晶片 植入自己的神经系统，并且通过大脑意识可以控 制一个机械手臂。两年之后，美国人马修·纳格 勒在肢瘫之后接受了这项实验。虽然纳格勒在 2007年死亡，但在他使用此技术的12个月期间， 证实了这个机械手臂带来的力量。他在接受采访 时说，“我并不需要说话，只要大脑想到一些举 动，机械手臂就会依照我的意思去做”。
这项技术现在研究已经到了怎样的 情况，请看下面。
• 在美国杜克大学实验室，一个带有稀少电 极丝的微晶片植入猴子的大脑并提取了大 脑皮层区域的神经信号，该微晶片与机械 假肢上的传感器相连接，能够阅读大脑神 经元细胞和瞬间反应发出的信号。通过分 析其动作指令成功地控制机械手运动。
• 实验证实猴子通过大脑能够控制机械手臂向自己 喂食。如果这项技术能得以成功应用，这个类似 机械手臂的假肢可以从根本上改变截肢者和瘫痪 患者的生活。
• 第一个要说到的，实际上我们学校的老师 应该更有体会。那是什么？
SUCCESS
THANK YOU
2019/8/21
• 人工电子耳蜗
• 一种电子装置，由体外言语处理器将声音 转换为一定编码形式的电信号，通过植入 体内的电极系统直接兴奋听神经来恢复、 提高及重建聋人的听觉功能。
还有什么？
• 仿生电子眼 • 美国麻省理工学院制作的帮助视障人士增
• 另一研究者尼科利斯预计，将来人类可通 过大脑讯息，直接和个人计算机的操作系 统及软件交互交流，不用鼠标和键盘便可 开启程序和在计算机撰写笔记。
• 相关技术将来更可发展为“大脑网 络”(brain net)，让人类以大脑讯息直接 沟通。
• 现时英特尔-T、Google(谷歌)和微软皆已 成立“大脑机器”部，进行相关研究。
强视力的科技产品。使用者将会带上一种 特别的眼镜，上面设有微型相机，可将影 像资讯传送到电子眼眼球表面上的一个钛 封装芯片，芯片会在视网膜下发射电极列 刺激眼睛的神经。
• 在美国南加州大学洛杉矶分校的一研究者 维杰·斯瑞尼瓦桑，做了一个实验。用芯 片通过电极朝老鼠的大脑切片传递电流脉 冲，接收了电流脉冲的大脑切片则会在屏 幕上显示出脑电波。“不同的波浪变化反 映了大脑切片发出的信号。”他介绍说， “这些信号的频率和图案模式几乎与向大 脑发出的脉冲信号是一样的。”更简单地 说，这个大约只有1平方毫米大小的芯片正 在使用电流信号跟活的大脑细胞“聊天”。
• 目前技术提供所需信号的手段主要包 括：脑电信号、脑磁扫描 、近红外光 谱 、功能磁回声成像、脑皮层电图、 光子断层摄影 。
• 还可以用植入电极来解决。
• 研究者通常是采用向脑部植入电极的方法 来获得清晰的脑电信号的。
• 电极将大脑的神经信号扩大并转化为电子 信号，向外发送被接收并传送以进行数字 化转换并分类。分类后的数据被输入一个 神经信号解码器中进行解码。然后显示解 码后的结果。
• 共有15名通过大脑手术治疗癫痫或者脑瘤 的患者接受了测试。在征得他们同意的情 况下，研究人员将256个电极安装在他们大 脑表面，“侦听”他们表达的单个单词， 包括名词、动词和名字。电脑程序分析电 极活动，再现他们听到的词汇。
• 研究者布莱恩·帕斯利指出，研究证明电 脑程序破译大脑活动后获取的信息与在大 脑内呈现的信息非常接近。
• 另外还有，加拿大科学家偶然中的研究发现，为 治疗肥胖将一根电极植入肥胖者脑部后，无意中 改善了该患者的记忆能力。这一意料之外的发现 为深度脑刺激（DBS）研究开启了新的窗口。
• 医生将电极植入患者大脑视丘下部，医生们吃惊 的是，当手术中进行大脑刺激时，患者宣称有强 烈的“似曾相识” 的感觉。患者回忆起了一个愉 快的经历，即30年前与朋友们在公园里相聚。加 强电极中的电流，患者能回忆起更多的细节。
• 我国在这个方面也有自己的研究进展。 2012年12月21日。来自浙江大学研究组的 科学家宣布，他们已在猴子身上实现了大 脑信号“遥控”机械手做出抓、勾、握、 捏等较精细的手势。
• 简单的动作还不能使科学家 们满足，大脑的思维基础一 般认为是语言，能不能识别 大脑思维的内在语言？
志愿者 的头部X 射线CT 扫描图 像，展 示了负 责处理 声音的 大脑颞 叶上方 的电极
• 言归正传
• 技术的未来会更加辉煌。不远的将来 我们会进入到一个全新的时代，教育 也将面貌一新。
• 脑科学的发展究竟到了怎样的一个地 步让我们来一起了解一下，并合理的 展望一下未来。
• 研究大脑首先要了解大脑，不止是解 刨，更要了解活的大脑是怎样思维活 动的。
• 通过什么？
• 我们大脑活动时产生很多相关的信号 和变化，从中可以提取出信息。
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下面是两张考试要求
• 这是科技时代的进步，移动通讯手段的发 展促使人类对于知识的拥有产生了更新的 定义。
• 现在如果我突然问静海寺签的南京条约有 多少条不平等条款，估计能记得马上回答 的人不多，但要是让有3G手机的马上上网 查查，那就知道了。
• 术前和术后进行的一系列神经心理学测试表明， 患者的总体智力水平并没有明显变化。但当电极 接通时，患者进行复杂记忆（包括解释、记忆成 对的词语等）的能力得到了显著的提高。
• 英国剑桥大学人类记忆专家Richard Henson认为：“此次发现之前从来没有过， 非常令人激动。”美国埃默里大学医学院 神经学家Helen Mayberg说：“此次研究表 明用DBS（深部脑刺激）增强大脑功能是可 能的，而这将在科学家和Байду номын сангаас理学家之间激 起很多讨论。”
新技术的研究不 需像早期那样在 头骨下放置芯片。
日立公司的高级 研究实验室日前 展示了一种新技 术，可以将大脑 意念转化为电子 信号。该装置通 过连在帽子上的 监测设备，以光 纤连接电脑，再 遥控一架玩具火 车。只要你动脑 筋想一想，火车 就开动了
• 以上说的是接受脑部的信息进行分析、操 纵机器。科学家指出，信息的流动必须双 向。将信息直接传回送到大脑皮层正是下 面的关键一步。
• 2002年，世界控制学专家沃里克教授成为示范这 项技术进入实验阶段的第一人。他将这个微晶片 植入自己的神经系统，并且通过大脑意识可以控 制一个机械手臂。两年之后，美国人马修·纳格 勒在肢瘫之后接受了这项实验。虽然纳格勒在 2007年死亡，但在他使用此技术的12个月期间， 证实了这个机械手臂带来的力量。他在接受采访 时说，“我并不需要说话，只要大脑想到一些举 动，机械手臂就会依照我的意思去做”。
这项技术现在研究已经到了怎样的 情况，请看下面。
• 在美国杜克大学实验室，一个带有稀少电 极丝的微晶片植入猴子的大脑并提取了大 脑皮层区域的神经信号，该微晶片与机械 假肢上的传感器相连接，能够阅读大脑神 经元细胞和瞬间反应发出的信号。通过分 析其动作指令成功地控制机械手运动。
• 实验证实猴子通过大脑能够控制机械手臂向自己 喂食。如果这项技术能得以成功应用，这个类似 机械手臂的假肢可以从根本上改变截肢者和瘫痪 患者的生活。
• 第一个要说到的，实际上我们学校的老师 应该更有体会。那是什么？
SUCCESS
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2019/8/21
• 人工电子耳蜗
• 一种电子装置，由体外言语处理器将声音 转换为一定编码形式的电信号，通过植入 体内的电极系统直接兴奋听神经来恢复、 提高及重建聋人的听觉功能。
还有什么？
• 仿生电子眼 • 美国麻省理工学院制作的帮助视障人士增
• 另一研究者尼科利斯预计，将来人类可通 过大脑讯息，直接和个人计算机的操作系 统及软件交互交流，不用鼠标和键盘便可 开启程序和在计算机撰写笔记。
• 相关技术将来更可发展为“大脑网 络”(brain net)，让人类以大脑讯息直接 沟通。
• 现时英特尔-T、Google(谷歌)和微软皆已 成立“大脑机器”部，进行相关研究。
强视力的科技产品。使用者将会带上一种 特别的眼镜，上面设有微型相机，可将影 像资讯传送到电子眼眼球表面上的一个钛 封装芯片，芯片会在视网膜下发射电极列 刺激眼睛的神经。
• 在美国南加州大学洛杉矶分校的一研究者 维杰·斯瑞尼瓦桑，做了一个实验。用芯 片通过电极朝老鼠的大脑切片传递电流脉 冲，接收了电流脉冲的大脑切片则会在屏 幕上显示出脑电波。“不同的波浪变化反 映了大脑切片发出的信号。”他介绍说， “这些信号的频率和图案模式几乎与向大 脑发出的脉冲信号是一样的。”更简单地 说，这个大约只有1平方毫米大小的芯片正 在使用电流信号跟活的大脑细胞“聊天”。
• 目前技术提供所需信号的手段主要包 括：脑电信号、脑磁扫描 、近红外光 谱 、功能磁回声成像、脑皮层电图、 光子断层摄影 。
• 还可以用植入电极来解决。
• 研究者通常是采用向脑部植入电极的方法 来获得清晰的脑电信号的。
• 电极将大脑的神经信号扩大并转化为电子 信号，向外发送被接收并传送以进行数字 化转换并分类。分类后的数据被输入一个 神经信号解码器中进行解码。然后显示解 码后的结果。
• 共有15名通过大脑手术治疗癫痫或者脑瘤 的患者接受了测试。在征得他们同意的情 况下，研究人员将256个电极安装在他们大 脑表面，“侦听”他们表达的单个单词， 包括名词、动词和名字。电脑程序分析电 极活动，再现他们听到的词汇。
• 研究者布莱恩·帕斯利指出，研究证明电 脑程序破译大脑活动后获取的信息与在大 脑内呈现的信息非常接近。
• 另外还有，加拿大科学家偶然中的研究发现，为 治疗肥胖将一根电极植入肥胖者脑部后，无意中 改善了该患者的记忆能力。这一意料之外的发现 为深度脑刺激（DBS）研究开启了新的窗口。
• 医生将电极植入患者大脑视丘下部，医生们吃惊 的是，当手术中进行大脑刺激时，患者宣称有强 烈的“似曾相识” 的感觉。患者回忆起了一个愉 快的经历，即30年前与朋友们在公园里相聚。加 强电极中的电流，患者能回忆起更多的细节。
• 我国在这个方面也有自己的研究进展。 2012年12月21日。来自浙江大学研究组的 科学家宣布，他们已在猴子身上实现了大 脑信号“遥控”机械手做出抓、勾、握、 捏等较精细的手势。
• 简单的动作还不能使科学家 们满足，大脑的思维基础一 般认为是语言，能不能识别 大脑思维的内在语言？
志愿者 的头部X 射线CT 扫描图 像，展 示了负 责处理 声音的 大脑颞 叶上方 的电极
• 言归正传
• 技术的未来会更加辉煌。不远的将来 我们会进入到一个全新的时代，教育 也将面貌一新。
• 脑科学的发展究竟到了怎样的一个地 步让我们来一起了解一下，并合理的 展望一下未来。
• 研究大脑首先要了解大脑，不止是解 刨，更要了解活的大脑是怎样思维活 动的。
• 通过什么？
• 我们大脑活动时产生很多相关的信号 和变化，从中可以提取出信息。