8月21~22日,Brain Bee腦科學大賽中國組委會舉辦2021年腦科學創新挑戰賽(Brain Challenge)在上海隆重舉行。在遠大教科朗威?DISLab系列數字化實驗設備的有力支持下,由欒奕檸(女,濟南新航實驗外國語學校)、董朝倫(濟南新航實驗外國語學校)、王閏瑄(女,濟南外國語學校)、李嘉禾(濟南新航道錦秋A-Level學院)、姚瑞鋒(江蘇句容碧桂園學校)五位青年才俊組成的濟南聯隊——“洗洗腦子隊”一路殺出重圍,最終與來自上海的三只強隊并列獲得技術含量最高的科研組一等獎。
Brain Bee腦科學大賽發源于美國,至今已有21年的歷史。由美國心理學會(The American Psychological Association, APA)、歐洲神經科學學會(Federation of European Neuroscience Societies, FENS)、神經科學學會(Society of Neuroscience, SfN)、美國DANA基金會和國際腦科學研究組織(International Brian Research Organization, IBRO)聯合主辦,是一項面向全球青少年的競賽。根據其比賽規則,各參賽國首先進行全國選拔賽,其中的獲勝者將代表該國參加Brain Bee腦科學大賽國際賽,并可獲邀列席上述國際腦科學組織舉辦的年度學術峰會。
參加本次大賽的濟南聯隊五位青年才俊,雖無學校層面的統一組織,但他們志趣相投、團結一致、分工明確、配合默契,充分發揮出了綜合素質好、外語過硬、學習能力強的優勢,經過了長時間的準備,查閱了大量國內外文獻,確定了一個在世界范圍內都鮮有人涉足的研究方向——Exploring the reasons why particular melodies circulate in the brain and how to solve them: Earworm Effect,即“探索特定旋律在大腦中循環的原因及解決方法:耳蟲效應研究”。他們自主學習并遵守科研規范,基于腦科學和神經科學的基本原理,通過堅實的文獻研究、調查研究和實驗-實證研究,給出了消除耳蟲效應的解決方案,并最終征服了由國內頂尖級腦科學家組成的評委團隊。
李嘉禾同學正在做實驗
在這個貌似傳奇的過程中,遠大教科的數字化實驗神器——朗威?DISLab給他們提供了關鍵助力。團隊成員李嘉禾提前進駐上海市中小學數字化實驗系統研發中心,使用朗威?DISLab聲波傳感器和賽靈格?移動式科學探究系統進行了反復實驗,憑借清晰的聲音波形,提取出了容易導致“耳蟲效應”的音樂在聲學層面的特質。李嘉禾同學針對圖1、圖2(詳見下圖)解釋到:這兩張圖對應著兩首流行歌的聲波圖像。藍圈標出來的是歌曲的伴奏音波形;黑圈標出來的是歌手演唱時的峰值波形。聲波圖像的分析結果顯示:導致“耳蟲效應”產生的音樂普遍具有調性簡單、不斷重復、節奏歡快的特征。數字化實驗的可視性揭示了音樂特征與“耳蟲效應”之間的因果性聯系,并構成了他們研究的堅實基礎。
圖1
圖2
不經意之間,兩獲全國教學成果一等獎、進入國家理科課標和教材、先后幫助無數教師獲得各級各類教學榮譽的朗威?DISLab,在幾個高中生中又成了腦科學研究的利器。他們憑借創造力、想象力和學術思維能力,發掘出了朗威?DISLab的新用途,并將其成功應用于腦科學研究。這一出乎意料的遷移應用,一方面說明了數字化實驗的基礎性——可以下沉到基礎科學研究層面,另一方面則證明了其延展性——可以被廣泛用于各種科研數據的測量和分析。為此,我們需要向他們獻上祝賀以及感謝。祝賀他們獲得了一項重量級的科研桂冠!這也許是他們科研人生的光輝起點!感謝他們給我們啟示:朗威?DISLab,能做的還有很多!