新物种科普研学
大脑不再神秘，却更令我好奇！
——13位中小学生探秘东南大学脑科学实验室
用眼神就能指挥小车移动？写作业的专注度数值能被看到？专注力还能被训练？神秘的脑科学正在进行哪些前沿的研究，又如何运用到我们的生活中？
带着诸多疑问和好奇，2024年2月4日上午，来自南京市、句容市的13名中小学生开启了东南大学儿童发展与学习科学教育部重点实验室的科普研学之旅——探索脑科学的奥秘。东南大学生物科学与医学工程学院、东南大学学习科学研究中心宋奕璇老师热情接待了这群充满求知欲的学生们。
惊奇！用“眼神”就能控制物体的移动
在宋老师的带领下，学生们身着实验服规范进入实验室，化身一个个小小科学家。在近红外脑功能成像实验室里，学生们近距离体验了“用眼动追踪远程控制移动小车”实验。在“主试人员”王璨老师的指导下，杨梓晨同学体验作为科学实验的“被试人员”，眼睛盯住屏幕的9个点，顺利实现了瞳孔的定位。随着眼睛移动位置的改变，在另一个房间的小车竟然移动起来！这令围观的孩子们非常兴奋、震撼又好奇，都纷纷跃跃欲试。王璨老师给学生们介绍了这种非侵入性的脑机接口实现方式，即眼动追踪技术，并介绍了它的研发初衷和更多应用。“用眼动追踪来进行控制，能够彻底解放双手，研究的初心是为高位截瘫、肌肉萎缩硬化等行动不便的患者带来便利。后来这项技术还运用到远程拆弹、深海探测、航空航天科考等国防领域。”这让同学们对脑科学的研究心生敬畏，也让原本在他们心中遥不可及、颇有神秘感的“脑科学”一下有了“形状”，看似游戏化的体验，实则是可以利国利民的高科技。这也激发同学们思考成为科学家，做科学研究的价值和意义。
学生们在实验室体验用“眼动追踪”技术远程控制小车
好奇！大脑的信号能用眼睛看到？
在社会认知与情感神经科学实验室里，一顶奇奇怪怪的帽子吸引了同学们的注意。课题组的张兰老师向大家介绍了这顶脑电帽的工作原理，“大脑对外界变化的信号会反应到我们身体上，这是一种非常微弱的生物电信号，而脑电帽可以精密地采集人体微小的生物电，以可视化的方式呈现在屏幕上，研究者就可以针对研究内容去观察分析大脑的变化。”张兰老师详细演示了开展试验的准备工作，同学们目不转睛，直观地感受到科学研究的严谨与规范。随后，在老师的指导下，同学们分组合作体验了专业肌电设备的穿戴。当自己的肌肉生物电成像出现在屏幕上，同学们兴奋不已，第一次亲眼看到随着拳头紧握、放松，自己的生物电波发生的显著变化。除了惊讶于能用眼睛看到大脑信号这件新奇事儿，经过上个实验室的学习，同学们已经开始主动思考——脑电和肌电技术能够为人们生活提供哪些帮助？ 张兰老师引导同学们一起思考，她举例说：“可以将其应用于验证‘失眠的干预手段’是否行之有效， 还可以用于研究‘八段锦的训练对人情绪调节的作用’等等。通过脑电肌电的认知，可以实现科学决策，更好地理解系列认知的心理以及脑应用机制。
带上“脑电帽”，同学们看到了大脑发出的信号
未来的智慧课堂：期待！注意力可视化，脑科学助力学习更高效
脑科学的研究成果除了帮助特殊群体，在接下来的智慧教室实验室，学生和家长们看到了脑科学在助力学生学习中能够发挥的作用。在这样一间智慧教室里，依托多人实时动态表情识别系统、课堂评测系统等技术老师可以通过可视化数据看到每位学生在听课时的专注情况，以及老师讲的哪些内容对唤起了学生们的情绪。这样就能辅助老师来判断同学们上课注意力是否集中？对老师讲的内容是否感兴趣？难点有多少人听懂？这些对优化教学策略和给学生提供个性化指导大有裨益。在智慧系统显示屏前，学生和家长们饶有兴致地做着各种表情探寻不同观测结果，这些互动实验极大地开拓了孩子们的视野，提高了对国家脑科学研究的认知，大大激发了参与科学探究的热情。据课题组王非凡老师介绍，目前这套系统已实现科研成果转化，应用于儿童脑科医院，用以筛查儿童早期孤独症患者。
学生和家长们在智慧教室实验室“做表情”，考验智能观测系统
科普时间：《神奇的大脑》，教你怎样让自己更聪明！
接下来，教育部儿童发展与学习科学重点实验室主任助理、儿童情感实验室负责人杨元魁博士带来一场生动有趣的《神奇的大脑》科普讲座。通过生动的案例和有趣的互动问答，杨博士向孩子们介绍了人脑的基本结构和功能，以及“人为什么要睡觉”“怎样让自己更聪明”等知识。杨博士还带领小朋友们体验了促进脑发育的游戏活动，让孩子们在游戏中感受到提高专注力的训练技巧，学习如何科学用脑。
杨元魁博士带来科普讲座《神奇的大脑》
活动最后，杨元魁博士为每位同学颁发了科普研学证书，以表彰他们在此次研学实践中表现出来的强烈的求知欲、科学思考和探索性学习的精神。同时，致力于让孩子触摸前沿科技的“新物种科普研学”品牌还向每位小朋友们赠送了专注力训练机作为纪念，希望同学们在今后的学习和生活中能够继续保持对科学的热爱和好奇心。
