Willen we niet allemaal in zo’n kort mogelijk tijdsbestek iets nieuws leren? Door BACh wordt dat werkelijkheid.

Wetenschappers van de Tuft University hebben een apparaat ontwikkeld waarmee je sneller een vaardigheid onder de knie kunt krijgen. Het BACh hersensysteem werd als eerste getest op een groep onervaren pianospelers waaraan werd gevraagd of ze twee stukken wilden instuderen. Met het apparaat werd de hersenactiviteit gemeten en de lessen op de persoon afgestemd.

Instuderen
Zestien onervaren pianospelers werd opgedragen om twee pianostukken te spelen van dezelfde stijl en moeilijkheidsgraad. Ze kregen vijftien minuten om één van de twee stukken te leren spelen met behulp van BACh. Het systeem gaf eerst alleen de sopraanpartij. Wanneer de hersenscans lieten zien dat de deelnemer meer aankon, werden langzaamaan de bas-, alt- en tenorpartijen getoond. Het andere pianostuk moesten de deelnemers zonder het BACh-programma leren en moesten ze op hun normale manier instuderen.

Prestaties
Nadat de vrijwilligers beide leermethodes hadden toegepast, werd aan hen gevraagd of ze allebei de stukken in één keer wilden doorspelen. Gegevens over beide prestaties werden genoteerd, zoals bijvoorbeeld het aantal noten dat zij correct speelden, hoeveel incorrecte noten ze speelden, het aantal extra noten, het aantal gemiste noten en de snelheid waarmee ze door het stuk gingen. “We ontdekten dat de leerlingen met behulp van BACh met het oog op nauwkeurigheid en snelheid aanzienlijk beter speelden,” stellen de onderzoekers in hun rapport. Volgens het team speelden de proefpersonen minder verkeerde noten, misten ze minder noten en maakten ze minder fouten. Ook speelden zij het stuk sneller en was het gat tussen twee noten minder groot.

BACh
Het BACh-systeem werkt door middel van functionele Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS). Dit meet het zuurstofgehalte in de prefrontale cortex (onderdeel van het brein). Dit gebied speelt ook een belangrijke rol bij plannen, besluitvorming, werkgeheugen en het leren van nieuwe taken. Wanneer onze hersenen hard werken, stijgen de zuurstofgehaltes om het hardere werken aan te kunnen. Het apparaat houdt bij hoe hard hersenen werken en past op basis daarvan de moeilijkheidsgraad aan. Afhankelijk van hoe de vrijwilliger uitgedaagd werd met het pianostuk, deelde het BACh-systeem dus makkelijkere, of juist moeilijkere taken uit. Het apparaat wist wanneer een vrijwilliger moeite had met een bepaald gedeelte, waarna het alleen nog nieuwe informatie gaf wanneer de hersenen dit aankonden.

Cognitieve belasting
“BACh biedt een uniek en objectief inzicht in de cognitieve belasting van een leerling,” vertelt Beste Yuksel, hoofdauteur van het onderzoek, aan Scientias.nl. “Dit inzicht is onafhankelijk van prestaties. Meestal is het de prestatie van een individu die bepaalt wanneer iemand klaar is om door te gaan naar meer complexe materie. Maar iemand kan net zo goed presteren als een ander individu, maar daar cognitief veel harder voor moeten werken. BACh kan bepalen wanneer iemand klaar is om naar de volgende moeilijkheidsgraad te gaan door rekening te houden met hoe hard iemand denkt.”

Dagelijks leven
Het onderzoeksteam is nu bezig om de functies van BACh nog verder uit te breiden. “Een aspect wat mij erg interessant lijkt om verder uit te zoeken is het toevoegen van een ‘emotion-sensing’ aan BACh,” zegt Yuksel. Lessen worden in dat geval niet alleen afgestemd om de cognitieve belasting, maar ook op de emotionele staat, waardoor het nog een krachtiger leermiddel wordt.” Ook hopen de onderzoekers dat het systeem in de toekomst kleiner en draagbaar wordt. “Op dit moment is het nog te groot om rond te dragen, maar als het wel draagbaar wordt, kan het apparaat gebruikt worden in veel verschillende situaties in het dagelijks leven, zoals op scholen of thuis.”

Het onderliggende principe achter BACh kan toegepast worden op elke leertaak, waarbij de moeilijkheidsgraad kan worden verhoogd als de cognitieve belasting van een leerling onder een bepaalde drempel komt. “Dit simpele principe kan toegepast worden op zoveel verschillende vlakken,” zegt Yuksel. Van jonge kinderen die leren lezen, tot studenten elektrotechniek op universiteiten. Dat vind ik eigenlijk nog het meest opwindende aan het onderzoek.”