Hur fungerar inlärning och minne i dagens digitala lärandemiljöer?

Forskarna i projektet vill generera helt ny kunskap om de neurokognitiva grunderna för optimalt lärande under naturligt blickbeteende i digitala multimodala lärandemiljöer. Något som de hoppas ska ligga till grund för effektivare metoder för utbildning och undervisning i dessa miljöer.

I årtusenden har människor inhämtat ny kunskap genom att läsa handskrivna eller tryckta skrifter och samtala med varandra. Dessa beteenden har förändrats radikalt efter den digitala revolution som påbörjades för ungefär tjugofem år sedan och som medfört en fortsatt utveckling i ett rasande tempo. 

Vårt lärande sker nu i huvudsak i interaktion med multimodala hjälpmedel förmedlade via datorer, surfplattor och telefonskärmar. Här förlitar vi oss sällan på en enda informationskälla utan hoppar ständigt mellan olika typer av kunskapskanaler som kombinerar material ifrån text, bild, ljud och film. 

Lärandeprocessen i dessa dynamiska multimodala miljöer medför att vi ständigt måste hantera enorma mängder av intryck och typer av information. Dagens sätt att lära sig ställer höga krav på människans kognitiva förmågor och påverkar hur vi uppmärksammar, väljer, sorterar, bearbetar och minns. Det är därför av central vikt att modern forskning kartlägger hur kunskapsinhämtning sker och optimeras i dagens multimodala lärandemiljöer.

Nuvarande forskning tenderar att studera inlärning och minnesprocesser i relativt onaturliga laboratorieexperiment med statisk information presenterad på ett och samma ställe på en datorskärm och där deltagarna är instruerade att inte flytta sin blick från stimuli som visas ett i taget. Enligt forskargruppen är det experimentsituationer som omöjligen kan fånga de naturliga beteenden som sker när vi fritt tittar runt och utforskar olika typer av information på till exempel en datorskärm eller surfplatta. Kunskap om de neurokognitiva grunderna till hur vi lär oss i de nya digitala multimodala informationsmiljöerna menar de, är därför i nuläget mycket begränsad. En stor kunskapslucka måste fyllas för att förstå inlärning och minne bortom dagens statiska och förenklade modeller.

Projektet syftar till att bidra med ny kunskap genom att nyttja den allra senaste utvecklingen inom två tekniker: eye tracking och analys av hjärnans elektriska aktivitet, EEG. 

Eye tracking-tekniker avslöjar hur vi visuellt ”samplar” världen när vi bearbetar och lär oss ny information, men ger inte insyn i underliggande neurala mekanismer. EEG ger den inblicken i hjärnaktivitet, men har traditionellt inte tillåtit fria ögonrörelser, vilket omöjliggjort förståelse av lärande och minne när vi utforskar vår omgivning. I projektet ska metodernas styrkor kombineras på ett nytt sätt. 

De allra senaste framstegen inom samregistrering av EEG och eye-tracking nyttjas tillsammans med avancerade maskininlärningsmetoder av multivariat mönsteranalys, MVPA. Det möjliggör att studera hur vi bit-för-bit binder samman och lär oss ny information i takt med att vi visuellt samplar presenterat inlärningsmaterial genom våra spontana ögonrörelser, samt hur detta relaterar till kritiska inre och yttre faktorer som påverkar lärandet. De allra senaste metoderna inom neurofeedback kommer också att användas för att förbättra och optimera lärprocessen. 

Projektets kombination av forskningstekniker och metoder kommer att ge en unik inblick i hur hjärnan utifrån vårt naturliga visuella beteende bygger upp sammanhängande representationer av ny kunskap. Resultaten kommer därmed att skapa en grund för att aktivt påverka och förbättra kunskapsinhämtning i dagens multimodala lärandemiljöer.