真正能健脑的，就是那些打打杀杀的电子游戏
2017-04-07 撰文 达夫妮 · 巴韦利埃（Daphne Bavelier） C · 肖恩 · 格林（C. Shawn Green） 翻译 马骁骁 环球科学
研究发现，除了给人娱乐以外，动作游戏还能锻炼玩家的大脑，从多个方面提升玩家的认知能力。
撰文 达夫妮 · 巴韦利埃（Daphne Bavelier） C · 肖恩 · 格林（C. Shawn Green）
翻译 马骁骁
上世纪90年代末，我们所在的罗切斯特大学的实验室进行了一系列研究。研究的内容是当时被看作“异端邪说”的一个假设——成年人大脑依然拥有神经可塑性（neuroplasticity），即在外界环境作用下，重新生成脑细胞和改变神经连接模式的能力。在我们的研究中，当时还在实验室当助理的18岁本科生格林（作者之一）用计算机设计了一个心理学试验，测试人在复杂的视觉场景中搜索特定形状的能力。
格林首先在自己身上进行测试。当试验结束后，他确定程序一定有问题，但却不知道问题出在哪里。前人进行的相似研究表明，被试的表现应该在70分左右，但格林的测试结果却接近满分。格林的导师（巴韦利埃）对这个问题也十分在意，但同样也找不到原因。她建议：“不如你先别在自己身上测试，在其他被试身上试试吧。”
几天后测试结果出来了，新招募的被试在测试中的表现同样近乎完美。为了彻底弄清楚这个问题，巴韦利埃决定亲自试一下这个试验。她的成绩和满分相距甚远，和前人研究的预期差不多。巴韦利埃于是询问格林，招募的新被试是哪里的，格林回答说，找的都是自己的好朋友。
我们团队思考了一段时间，格林和他的朋友在测试中表现如此优异的原因究竟是什么。最终，我们找到了最关键的因素。这群人有一个共同特点，就是他们每周都花10小时以上的时间在玩一款叫做《军团要塞·经典》（Team Fortress Classic）的新游戏。
这个发现引出了一个很值得思考的问题——“无脑”地玩电子游戏（以击败僵尸、外星人、怪兽、恶棍为主要目标）真的可以大幅提升玩家的认知能力吗？一开始我们只是想找出电脑程序哪里出错了，后来竟变成了研究电子游戏能否对大脑和人的行为产生影响。
我们刚开始这方面的研究时，科学界没人认为射击类电子游戏可以提升大脑功能。不过在过去15年中，随着我们和世界上其他实验室的不断研究，科学界现在已经基本达成共识——动作类电子游戏可以提升某些认知能力。
我们和其他团队在研究过程中发现，玩电子游戏可以提升多项认知能力。经常玩动作游戏的人眼睛更容易注意到一些细节，这在阅读法律文档或是药瓶上的小字时十分有用。这些玩家的视觉对比敏感度也比常人更高，这有助于在浓雾中驾驶车辆。动作游戏玩家的空间想象能力也更强，可以更精准地在头脑中旋转物体，因此在完成如何把一张沙发安置到已经塞得很满的货车中这样的任务时，表现也会更好。除此以外，游戏玩家的多任务处理能力也很不错，这有助于他们在点餐时一边阅读菜单一边和同伴聊天。
另外，经常玩游戏的人对突发事件的反应也会更敏捷。试验测试发现，通过玩动作类电子游戏，被试的反应时间缩短了10%。玩电子游戏甚至有助于工作。玩游戏可以培养出在压力之下做出正确决策的能力，这种能力对很多职业都十分有用。一项研究发现，玩电子游戏的腹腔镜外科医生做手术更快，同时手术精度亦没有降低。也就是说，玩游戏的医生做手术时不仅更加迅速，也更加高效。
假如你还记得上世纪90年代初，曾有一次美国国会听证会是关于电子游戏《真人快打》（Mortal Kombat）对儿童的负面影响，你可能会觉得把电子游戏看作学习工具是一件不可思议的事。近年来的科学研究没有发现游戏会对认知能力有什么不良影响，尽管如此，人们依然担心游戏是否会让孩子成瘾或变得更具侵略性。现在，科学家已经慢慢搞清楚为何一些游戏可以提升玩家的认知能力——如注意力提升和反应时间变短，他们也开始据此开发一些非暴力游戏，用于帮助脑部受伤或是有认知缺陷的人群。事实上，这些软件会比电视和网络上宣传的那些所谓“健脑游戏”更有效。
游戏提升大脑认知
人们对喜欢《使命召唤》（Call of Duty）或者类似动作游戏的玩家有这样一种印象，认为他们性格冲动且容易分神。不过我们的研究表明，这种陈旧的看法是错误的。沉浸于快节奏的数字世界对提升大脑认知能力有很大帮助。
我们的研究主要关注动作游戏如何影响玩家的注意力，即在环境中找到相关信息的能力。自从18世纪心理学成为一门社会科学以来，对注意力的研究就没有停止过。因为《使命召唤》和《荣誉勋章》（Medal of Honor）等游戏可以提升人的注意力，如今它们也被用于心理学研究。玩家一方面要专注于自己当前的目标，另一方面也要留意屏幕上可能出现的敌人，他们需要在两种不同的状态间来回切换，心理学上将这两种状态叫做集中式注意力和分布式注意力。
研究显示，游戏玩家必须抑制干扰信息从而击退一波波僵尸，否则可能无法通关。具体来说，游戏玩家比普通人更擅长发现目标，而且在快节奏的游戏进程中不会只盯着某一个事件不放。僵尸永远不会只有一个，后面一定还有很多。假如玩家只顾着追逐一个僵尸，那就很容易被其他僵尸袭击。
在一项研究中，我们做了一个非常有名的心理学实验，来证明动作游戏玩家在注意力方面更具优势。在试验中，被试会看到一连串字母，中间偶尔会穿插着出现一些数字。每个字符在屏幕上只出现100毫秒，也就是眼睛眨一下的时间。不常玩游戏的被试通常可以很轻松地识别出序列中的第一个数字，但假如第二个数字紧跟其后，他们往往无法意识到。这个现象被称作“注意力眨眼”（attentional blink）。然而一些经常玩动作游戏的被试却很少错过目标，他们可以准确识别出每个闪现的数字。
大脑成像研究也提供了一些证据，说明动作游戏确实可以提高人的认知能力。相比于普通人，动作游戏玩家大脑中多个负责注意力调控的脑区都更活跃。这些脑区包括帮助维持注意力的背外侧前额叶皮层（dorsolateral prefrontal cortex），在不同目标间切换注意力的顶叶皮层（parietal cortex），以及监测人体自身行为的扣带皮层（cingulate cortex）。
游戏与认知
电子游戏种类繁多且一直在演化，通常可被分为10多种不同类型（动作类、体育类、模拟类、聚会类，等等）。除了这些大类，还有数百种不同的小类别（即时策略、回合制、4X概念体系等均属于策略游戏）。在这些五花八门的分类之下还有数万种不同的名称。
当科学家研究游戏对认知能力的影响时，通常都只关注一类游戏——动作游戏。这类游戏主要包括第一人称和第三人称的射击游戏，例如《使命召唤》和《战争机器》系列，有时还会包括“动作冒险游戏”如《侠盗猎车手》系列、“动作竞技游戏”如《火爆狂飙》系列和“动作角色扮演游戏”如《质量效应》（Mass Effect）系列等。
尽管和其他游戏相比，动作游戏最能提高人的感知、注意力和一些其他认知能力，但它们并不是唯一可以在提供娱乐的同时锻炼玩家大脑的游戏。以下是一些相关发现。对运动类、即时策略类和角色扮演类游戏的研究表明，这些游戏在提高认知能力方面有着和动作游戏类似的影响。另外，那些对认知能力影响甚微的游戏类型，可能会增强玩家的社交能力及同情心。研究社会类游戏的科学家，在给游戏分类时，通常和那些研究认知的科学家不一样，他们有时把游戏分为暴力和非暴力两类。
动作类：大部分关于游戏提升认知能力的研究关注的是动作类游戏。这类游戏包含了射击类、冒险类等。研究发现动作游戏会从多方面提升玩家认知能力，对他们的工作和其他活动均有益处。
即时策略类：《星际争霸》就属于这类游戏，这个游戏属于军事科幻题材，玩家要参与星系中几个不同族群的战争。这类游戏会提高玩家的认知灵活性，也就是在不同任务间切换的能力。
三维解密类：这类游戏的一个例子是《传送门2》（Portal 2），玩家要利用一系列工具找到密室的出口。相比于另一组玩在线益智游戏公司Lumosity提供的“健脑游戏”的玩家，玩《传送门2》的人在解决问题、空间技巧和意志力方面都更为出色。
亲社会类：2009年发表于《性格和社会心理学通报》（Personality and Social Psychology Bulletin）上的一篇综述总结了若干研究，发现来自不同国家的年轻人在玩“亲社会”（prosocia）游戏后，均展现出了与同伴合作的行为。
游戏中的学习奥秘
《火爆狂飙》（Burnout）或《侠盗猎车手》（Grand Theft Auto）这类游戏不仅能提高玩家控制注意力的能力。随着玩技越来越娴熟，他们从每个游戏场景内快速发生的各个事件中提取信息的能力也会提高。在心理学家看来，处理信息的速度是衡量一个人认知功能的重要指标——而动作游戏似乎是提高人反应速度的绝佳工具。玩家需要判断一个移动的物体是敌是友、该选择哪种武器、向何处瞄准、在何时射击，这一切都必须在一秒左右完成。
更高效地控制注意力会产生连锁反应，影响很多神经处理过程。它可以让大脑为当前执行的任务提取出更多视觉、听觉及其他信息，并排除掉干扰信息和噪声。在神经处理的最后一个阶段，大脑可以更灵活地将注意力在不同任务间切换。这些不仅仅是实验室中的结果，高效的注意力控制还可以帮助人们更好地适应新环境，并全面提升学习速度。
为了表明这些效果是游戏产生的，我们必须给出确凿无疑的证据，证明动作游戏带来了这些好处，即玩家注意力和反应速度的提升是因为玩游戏导致的。假如只是因为这类游戏特别容易吸引那些注意力优于常人的玩家，而他们在游戏和心理测试中均有较好表现，那就不能算是因果关系。
为了证明因果关系确实存在，科学家招募了很多几乎不玩游戏的被试。经过一些简单的预测试之后，这些被试被分为两组。一组玩一款动作游戏，另一组则玩一个社交类游戏或是其他非动作类游戏。试验要求这些被试在接下来几周内保证每周五天，每天一小时的游戏时间。训练结束后几天，研究人员再次用之前的心理学测试对被试进行测量。结果发现，相比于对照组，玩动作游戏的那组被试在认知能力上有了显着提升。
这种对照试验帮助科学家排除掉了一些干扰因素，因为有时一些因素会使得两组的测试结果均变得更好。例如，很可能人们再次参与心理学测试时总是比第一次表现好。这些研究还表明，不是每款游戏都能带来相同的认知提升。那些注重注意力、认知灵活性以及反应速度的动作游戏，带来的提升非常明显。但非动作类游戏往往对这类能力要求甚少，因此对认知能力影响不大。尽管研究宣称，动作游戏有助于认知能力提升，但这并不是为沉溺游戏亮了绿灯。玩游戏没必要长达数个小时。我们的研究表明只要每天玩一小会，认知能力就会提升。
一些其他类型的游戏，如角色扮演类动作游戏《质量效应》（Mass Effect），或即时策略游戏《星际争霸》（StarCraft），也能给人的认知带来类似的好处。讽刺的是，反倒是一些市面上的“健脑游戏”几乎对大脑毫无帮助。这些游戏声称可以帮助有认知缺陷的人，或是让人把脑力提升到超乎常人，但其实做不到。早期的“健脑游戏”往往会使用一些游戏图像以及吸引人的声音，把一些心理实验“装饰”成游戏的形式，这对于健脑当然收效甚微，不会对认知能力带来一般性的提升。实际上，玩家在某个心理实验中表现越来越好，并不能帮助他（她）规划出在超市购物的高效路线，或是记起车钥匙放在何处。
尽管动作游戏的初衷并不是想教会玩家什么，但在动作游戏中的确蕴含了很多关键的学习原理。例如，这些游戏都充满乐趣——寓教于乐是教学中最重要的原则，虽然这一点常常被人忽视。
游戏的节奏和关卡设置也都经过精心设计。随着游戏进行，敌人数目会逐渐增加。玩家经过适量训练可以成功掌握某项游戏技巧，从而一直沉浸在游戏之中。关键的是，这些游戏往往要求玩家在集中式和分布式注意力间来回切换，也就是说要有高超的注意力控制技巧。
游戏中还有着丰富的场景，总能出现新的挑战，迫使玩家走出“舒适区”（comfort zone，心理学认为人对于外部世界的认识可以分为三个区域，舒适区、学习区、恐慌区）。而且游戏会在不同时间尺度上给玩家奖励：隔几秒（击败一个敌人）、几分钟（完成某个任务）、几小时（完成一个章节或战役）、几天（完成整个游戏）——这些可以提升玩家在不同时间范围内的规划能力。游戏通过给玩家奖励促进他们学习，而且这些技能在真实生活中同样有用：如在学习几何时有更好的空间想象能力，或是看到小孩冲到街上捡球时可以更迅速地刹车。
真正的健脑游戏
研究者已经从商业动作游戏中发现了学习的秘密，并致力于将这些秘诀用在开发新一代的健脑游戏上，而不再使用无聊的心理实验。很多致力于把电子游戏用于医疗的公司已经面世，Posit Science、Pear Therapeutics和Akili Interactive是其中的代表（注：本文作者巴韦利埃是Akili Interactive的创始人之一）。这些公司打算用电子游戏辅助医疗诊断，甚至进行治疗。比如，Akili Interactive就在研发一款可以帮助提升注意力、减少分神的游戏。这款游戏是一款研究用游戏《神经赛跑》（NeuroRacer）的衍生品。这类游戏旨在帮助有注意力障碍的儿童和出现认知能力衰减早期征兆的成年人。这些游戏真正为大众接受，肯定还需要一些时日。最终，它们还需要通过独立机构（如监管机构或科学机构）的评估，才能获得许可，做为医疗手段用于治疗。
尽管，动作游戏是健脑游戏的灵感来源，但要想用于治疗，传统的动作游戏需要先接受“改造”。首先，游戏必须针对患者的特点进行设计。虽然健康的人可以通过玩动作游戏提升注意力，但一些注意力有缺陷的患者并不能通过玩一般的动作游戏得到治疗。大部分玩家在玩游戏时，会在脑海中构建出游戏结构，并预测接下来会发生什么。但是有注意力缺陷的人，在玩游戏时更多是基于临场反应，很难想象即将发生的事。游戏设计人员正在开发新的游戏架构，以改造传统的动作游戏，并鼓励有注意力缺陷的玩家更积极地策划下一步行动。
还有一类游戏是专为老年人设计的，希望可以通过提升他们的反应速度，来提高他们的驾驶技术和其他技能。设计这类游戏的关键也和前述相似。对于这些老年人来说，光是把《荣誉勋章》下载下来是不够的。大部分动作游戏是为年轻人设计的，因此节奏很快。老年人对此很难适应，所以几乎不能从市面上的游戏中得到任何收获。为了满足老年人的需求，游戏节奏必须放缓到虽有难度但不至于无法玩的程度。
健脑游戏还能帮助另一个群体——弱视患者。对他们来说，游戏难度同样需要降低。最后，充斥在很多电子游戏中的暴力也必须控制，否则不适合用于治疗。当人驾驶的车冲出跑道时，游戏最好就适可而止，没必要展现人被炸得粉身碎骨的画面。健脑游戏不是让人去体验射杀僵尸的快感，而是用来治疗一些认知障碍，要达到这个目的，来自各个领域（包括教育学、心理学、神经科学）的科学家必须和图形艺术家、游戏开发商、设计师通力合作，制作出有趣的产品。
我们的研究团队最早从《军团要塞·经典》获得灵感，意识到电子游戏可以提升认知功能，时至今日，这一领域仍有许多未解之谜值得我们去探索。未来，为患阅读障碍的孩子和脑部受伤的患者设计的游戏，可以配置监测脑电波的传感器，实时调整游戏难度。除了技术，使游戏内容、游戏技巧和玩家自身的认知能力相匹配也非常重要。能否根据不同用户的需求，量身打造出适合其特点的健脑游戏，将是下一代健脑游戏能否成功的关键。
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