Dagelijkse genoegens zoals het luisteren naar muziek en het drinken van koffie kunnen de hersenactiviteit van een persoon beïnvloeden, waardoor de cognitieve prestaties verbeteren, ook tijdens taken die concentratie en geheugen vereisen. Dat is de conclusie van een nieuwe studie van de NYU Tandon School of Engineering met betrekking tot een baanbrekende hersenmonitoringtechnologie genaamd MINDWATCH.
MINDWATCH is zes jaar lang ontwikkeld door Rose Faghih, universitair hoofddocent bij de afdeling Biomedische Technologie van NYU Tandon. Het is een algoritme dat de menselijke hersenactiviteit kan analyseren via gegevens die zijn verzameld door elk draagbaar apparaat dat de elektrodermale activiteit (EDA) controleert. Deze activiteit weerspiegelt veranderingen in de elektrische geleiding veroorzaakt door emotionele stress en wordt geassocieerd met de zweetreactie.
In de MINDWATCH-studie, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports, voltooiden proefpersonen die huidmonitoring-polsbandjes en hersenmonitoring-hoofdbanden droegen cognitieve tests terwijl ze naar muziek luisterden, koffie dronken en parfum ruiken die hun persoonlijke voorkeuren weerspiegelden. Ze voltooiden deze tests ook zonder enige stimuli te gebruiken.
Het MINDWATCH-algoritme toonde aan dat muziek en koffie de hersenopwinding van de proefpersonen aanzienlijk veranderden, waardoor ze in wezen in een fysiologische ‘mentale toestand’ terechtkwamen die hun prestaties moduleerde bij het uitvoeren van werkgeheugentaken.
MINDWATCH heeft specifiek vastgesteld dat stimulerende middelen een toename van de 'bètaband'-hersengolfactiviteit veroorzaken, een toestand die verband houdt met maximale cognitieve vaardigheden. Parfum heeft ook enkele positieve effecten, wat erop wijst dat verder onderzoek gerechtvaardigd is.
“De pandemie heeft gevolgen gehad voor de geestelijke gezondheid van veel mensen over de hele wereld, waardoor naadloze monitoring van de negatieve impact van dagelijkse stress op de cognitieve functie nu belangrijker is dan ooit”, aldus Fajh. “Momenteel is MINDWATCH nog in ontwikkeling, maar ons uiteindelijke doel is dat het zal bijdragen aan technologie waarmee iedereen de cognitieve opwinding van zijn hersenen in realtime kan monitoren, bijvoorbeeld om momenten van acute stress of cognitieve disengagement te detecteren. Op deze momenten kan MINDWATCH iemand ‘aanzetten’ tot een eenvoudige en veilige interventie – bijvoorbeeld door naar muziek te luisteren – zodat hij of zij zichzelf in een hersenstaat kan brengen waarin hij zich beter kan voelen en werk- of studietaken met meer succes kan voltooien.”
De specifieke cognitieve test die in dit onderzoek is gebruikt - een werkgeheugentaak die bekend staat als de 'n-back-test' - omvat het één voor één presenteren van een reeks stimuli (in dit geval afbeeldingen of geluiden), en het vragen van proefpersonen om aan te geven of de huidige stimulus overeenkomt met een stimulus die eerder in de reeks met "n" items wordt gepresenteerd. De studie maakte gebruik van een 1-back-test, waarbij proefpersonen 'ja' antwoordden als de huidige stimulus hetzelfde was als een volgende stimulus, en een meer uitdagende 3-back-test, waarbij proefpersonen werd gevraagd hetzelfde te reageren op de volgende drie stimuli.
De onderzoekers testten drie soorten muziek: energieke en ontspannende muziek die bekend was bij de proefpersonen, en nieuwe, door AI gegenereerde muziek die de smaak van de proefpersonen weerspiegelde. In overeenstemming met eerdere bevindingen van MINDWATCH leidde bekende, energieke muziek tot grotere prestatieverbeteringen (gemeten aan de hand van reactietijden en correcte antwoorden) dan ontspannende muziek. Hoewel door AI gegenereerde muziek de grootste verbetering van de drie soorten muziek liet zien, is verder onderzoek nodig om deze resultaten te bevestigen.
Vergeleken met muziek verbeterde het drinken van koffie de prestaties aanzienlijk, maar niet zo veel. Bij alle stimuli waren de prestatieverbeteringen op de 3-back-test doorgaans groter, wat erop wijst dat interventies hun meest diepgaande effecten kunnen hebben wanneer de ‘cognitieve belasting’ groter is.
De lopende experimenten van het MINDWATCH-team zullen de effectiviteit bevestigen van het vermogen van de technologie om continu de hersenactiviteit te monitoren, evenals het algemene succes van verschillende interventies bij het moduleren van de hersenactiviteit. Het identificeren van een in het algemeen succesvolle klasse van interventies betekent niet dat iedereen deze voor hen effectief zal vinden.