來源：環球科學公眾號

　　研究發現，除了給人娛樂以外，動作游戲還能鍛煉玩家的大腦，從多個方面提升玩家的認知能力。

　　撰文?達夫妮 · 巴韋利埃（Daphne Bavelier）  C · 肖恩 · 格林（C。 Shawn Green）??

　　翻譯?馬驍驍

　　上世紀90年代末，我們所在的羅切斯特大學的實驗室進行了一系列研究。研究的內容是當時被看作“異端邪說”的一個假設——成年人大腦依然擁有神經可塑性（neuroplasticity），即在外界環境作用下，重新生成腦細胞和改變神經連接模式的能力。在我們的研究中，當時還在實驗室當助理的18歲本科生格林（作者之一）用計算機設計了一個心理學試驗，測試人在復雜的視覺場景中搜索特定形狀的能力。

　　格林首先在自己身上進行測試。當試驗結束后，他確定程序一定有問題，但卻不知道問題出在哪里。前人進行的相似研究表明，被試的表現應該在70分左右，但格林的測試結果卻接近滿分。格林的導師（巴韋利埃）對這個問題也十分在意，但同樣也找不到原因。她建議：“不如你先別在自己身上測試，在其他被試身上試試吧。”

　　幾天后測試結果出來了，新招募的被試在測試中的表現同樣近乎完美。為了徹底弄清楚這個問題，巴韋利埃決定親自試一下這個試驗。她的成績和滿分相距甚遠，和前人研究的預期差不多。巴韋利埃于是詢問格林，招募的新被試是哪里的，格林回答說，找的都是自己的好朋友。

　　我們團隊思考了一段時間，格林和他的朋友在測試中表現如此優異的原因究竟是什么。最終，我們找到了最關鍵的因素。這群人有一個共同特點，就是他們每周都花10小時以上的時間在玩一款叫做《軍團要塞·經典》（Team Fortress Classic）的新游戲。

　　這個發現引出了一個很值得思考的問題——“無腦”地玩電子游戲（以擊敗僵尸、外星人、怪獸、惡棍為主要目標）真的可以大幅提升玩家的認知能力嗎？一開始我們只是想找出電腦程序哪里出錯了，后來竟變成了研究電子游戲能否對大腦和人的行為產生影響。

　　我們剛開始這方面的研究時，科學界沒人認為射擊類電子游戲可以提升大腦功能。不過在過去15年中，隨著我們和世界上其他實驗室的不斷研究，科學界現在已經基本達成共識——動作類電子游戲可以提升某些認知能力。

　　我們和其他團隊在研究過程中發現，玩電子游戲可以提升多項認知能力。經常玩動作游戲的人眼睛更容易注意到一些細節，這在閱讀法律文檔或是藥瓶上的小字時十分有用。這些玩家的視覺對比敏感度也比常人更高，這有助于在濃霧中駕駛車輛。動作游戲玩家的空間想象能力也更強，可以更精準地在頭腦中旋轉物體，因此在完成如何把一張沙發安置到已經塞得很滿的貨車中這樣的任務時，表現也會更好。除此以外，游戲玩家的多任務處理能力也很不錯，這有助于他們在點餐時一邊閱讀菜單一邊和同伴聊天。

　　另外，經常玩游戲的人對突發事件的反應也會更敏捷。試驗測試發現，通過玩動作類電子游戲，被試的反應時間縮短了10%。玩電子游戲甚至有助于工作。玩游戲可以培養出在壓力之下做出正確決策的能力，這種能力對很多職業都十分有用。一項研究發現，玩電子游戲的腹腔鏡外科醫生做手術更快，同時手術精度亦沒有降低。也就是說，玩游戲的醫生做手術時不僅更加迅速，也更加高效。

　　假如你還記得上世紀90年代初，曾有一次美國國會聽證會是關于電子游戲《真人快打》（Mortal Kombat）對兒童的負面影響，你可能會覺得把電子游戲看作學習工具是一件不可思議的事。近年來的科學研究沒有發現游戲會對認知能力有什么不良影響，盡管如此，人們依然擔心游戲是否會讓孩子成癮或變得更具侵略性。現在，科學家已經慢慢搞清楚為何一些游戲可以提升玩家的認知能力——如注意力提升和反應時間變短，他們也開始據此開發一些非暴力游戲，用于幫助腦部受傷或是有認知缺陷的人群。事實上，這些軟件會比電視和網絡上宣傳的那些所謂“健腦游戲”更有效。

　　游戲提升大腦認知

　　人們對喜歡《使命召喚》（Call of Duty）或者類似動作游戲的玩家有這樣一種印象，認為他們性格沖動且容易分神。不過我們的研究表明，這種陳舊的看法是錯誤的。沉浸于快節奏的數字世界對提升大腦認知能力有很大幫助。

　　我們的研究主要關注動作游戲如何影響玩家的注意力，即在環境中找到相關信息的能力。自從18世紀心理學成為一門社會科學以來，對注意力的研究就沒有停止過。因為《使命召喚》和《榮譽勛章》（Medal of Honor）等游戲可以提升人的注意力，如今它們也被用于心理學研究。玩家一方面要專注于自己當前的目標，另一方面也要留意屏幕上可能出現的敵人，他們需要在兩種不同的狀態間來回切換，心理學上將這兩種狀態叫做集中式注意力和分布式注意力。

　　研究顯示，游戲玩家必須抑制干擾信息從而擊退一波波僵尸，否則可能無法通關。具體來說，游戲玩家比普通人更擅長發現目標，而且在快節奏的游戲進程中不會只盯著某一個事件不放。僵尸永遠不會只有一個，后面一定還有很多。假如玩家只顧著追逐一個僵尸，那就很容易被其他僵尸襲擊。

　　在一項研究中，我們做了一個非常有名的心理學實驗，來證明動作游戲玩家在注意力方面更具優勢。在試驗中，被試會看到一連串字母，中間偶爾會穿插著出現一些數字。每個字符在屏幕上只出現100毫秒，也就是眼睛眨一下的時間。不常玩游戲的被試通常可以很輕松地識別出序列中的第一個數字，但假如第二個數字緊跟其后，他們往往無法意識到。這個現象被稱作“注意力眨眼”（attentional blink）。然而一些經常玩動作游戲的被試卻很少錯過目標，他們可以準確識別出每個閃現的數字。

　　大腦成像研究也提供了一些證據，說明動作游戲確實可以提高人的認知能力。相比于普通人，動作游戲玩家大腦中多個負責注意力調控的腦區都更活躍。這些腦區包括幫助維持注意力的背外側前額葉皮層（dorsolateral prefrontal cortex），在不同目標間切換注意力的頂葉皮層（parietal cortex），以及監測人體自身行為的扣帶皮層（cingulate cortex）。

　　游戲與認知

　　電子游戲種類繁多且一直在演化，通常可被分為10多種不同類型（動作類、體育類、模擬類、聚會類，等等）。除了這些大類，還有數百種不同的小類別（即時策略、回合制、4X概念體系等均屬于策略游戲）。在這些五花八門的分類之下還有數萬種不同的名稱。

　　當科學家研究游戲對認知能力的影響時，通常都只關注一類游戲——動作游戲。這類游戲主要包括第一人稱和第三人稱的射擊游戲，例如《使命召喚》和《戰爭機器》系列，有時還會包括“動作冒險游戲”如《俠盜獵車手》系列、“動作競技游戲”如《火爆狂飆》系列和“動作角色扮演游戲”如《質量效應》（Mass Effect）系列等。

　　盡管和其他游戲相比，動作游戲最能提高人的感知、注意力和一些其他認知能力，但它們并不是唯一可以在提供娛樂的同時鍛煉玩家大腦的游戲。以下是一些相關發現。對運動類、即時策略類和角色扮演類游戲的研究表明，這些游戲在提高認知能力方面有著和動作游戲類似的影響。另外，那些對認知能力影響甚微的游戲類型，可能會增強玩家的社交能力及同情心。研究社會類游戲的科學家，在給游戲分類時，通常和那些研究認知的科學家不一樣，他們有時把游戲分為暴力和非暴力兩類。

　　動作類：大部分關于游戲提升認知能力的研究關注的是動作類游戲。這類游戲包含了射擊類、冒險類等。研究發現動作游戲會從多方面提升玩家認知能力，對他們的工作和其他活動均有益處。

　　即時策略類：《星際爭霸》就屬于這類游戲，這個游戲屬于軍事科幻題材，玩家要參與星系中幾個不同族群的戰爭。這類游戲會提高玩家的認知靈活性，也就是在不同任務間切換的能力。

　　三維解密類：這類游戲的一個例子是《傳送門2》（Portal 2），玩家要利用一系列工具找到密室的出口。相比于另一組玩在線益智游戲公司Lumosity提供的“健腦游戲”的玩家，玩《傳送門2》的人在解決問題、空間技巧和意志力方面都更為出色。

　　親社會類：2009年發表于《性格和社會心理學通報》（Personality and Social Psychology Bulletin）上的一篇綜述總結了若干研究，發現來自不同國家的年輕人在玩“親社會”（prosocia）游戲后，均展現出了與同伴合作的行為。

　　游戲中的學習奧秘

　　《火爆狂飆》（Burnout）或《俠盜獵車手》（Grand Theft Auto）這類游戲不僅能提高玩家控制注意力的能力。隨著玩技越來越嫻熟，他們從每個游戲場景內快速發生的各個事件中提取信息的能力也會提高。在心理學家看來，處理信息的速度是衡量一個人認知功能的重要指標——而動作游戲似乎是提高人反應速度的絕佳工具。玩家需要判斷一個移動的物體是敵是友、該選擇哪種武器、向何處瞄準、在何時射擊，這一切都必須在一秒左右完成。

　　更高效地控制注意力會產生連鎖反應，影響很多神經處理過程。它可以讓大腦為當前執行的任務提取出更多視覺、聽覺及其他信息，并排除掉干擾信息和噪聲。在神經處理的最后一個階段，大腦可以更靈活地將注意力在不同任務間切換。這些不僅僅是實驗室中的結果，高效的注意力控制還可以幫助人們更好地適應新環境，并全面提升學習速度。

　　為了表明這些效果是游戲產生的，我們必須給出確鑿無疑的證據，證明動作游戲帶來了這些好處，即玩家注意力和反應速度的提升是因為玩游戲導致的。假如只是因為這類游戲特別容易吸引那些注意力優于常人的玩家，而他們在游戲和心理測試中均有較好表現，那就不能算是因果關系。

　　為了證明因果關系確實存在，科學家招募了很多幾乎不玩游戲的被試。經過一些簡單的預測試之后，這些被試被分為兩組。一組玩一款動作游戲，另一組則玩一個社交類游戲或是其他非動作類游戲。試驗要求這些被試在接下來幾周內保證每周五天，每天一小時的游戲時間。訓練結束后幾天，研究人員再次用之前的心理學測試對被試進行測量。結果發現，相比于對照組，玩動作游戲的那組被試在認知能力上有了顯著提升。

　　這種對照試驗幫助科學家排除掉了一些干擾因素，因為有時一些因素會使得兩組的測試結果均變得更好。例如，很可能人們再次參與心理學測試時總是比第一次表現好。這些研究還表明，不是每款游戲都能帶來相同的認知提升。那些注重注意力、認知靈活性以及反應速度的動作游戲，帶來的提升非常明顯。但非動作類游戲往往對這類能力要求甚少，因此對認知能力影響不大。盡管研究宣稱，動作游戲有助于認知能力提升，但這并不是為沉溺游戲亮了綠燈。玩游戲沒必要長達數個小時。我們的研究表明只要每天玩一小會，認知能力就會提升。

　　一些其他類型的游戲，如角色扮演類動作游戲《質量效應》（Mass Effect），或即時策略游戲《星際爭霸》（StarCraft），也能給人的認知帶來類似的好處。諷刺的是，反倒是一些市面上的“健腦游戲”幾乎對大腦毫無幫助。這些游戲聲稱可以幫助有認知缺陷的人，或是讓人把腦力提升到超乎常人，但其實做不到。早期的“健腦游戲”往往會使用一些游戲圖像以及吸引人的聲音，把一些心理實驗“裝飾”成游戲的形式，這對于健腦當然收效甚微，不會對認知能力帶來一般性的提升。實際上，玩家在某個心理實驗中表現越來越好，并不能幫助他（她）規劃出在超市購物的高效路線，或是記起車鑰匙放在何處。

　　盡管動作游戲的初衷并不是想教會玩家什么，但在動作游戲中的確蘊含了很多關鍵的學習原理。例如，這些游戲都充滿樂趣——寓教于樂是教學中最重要的原則，雖然這一點常常被人忽視。

　　游戲的節奏和關卡設置也都經過精心設計。隨著游戲進行，敵人數目會逐漸增加。玩家經過適量訓練可以成功掌握某項游戲技巧，從而一直沉浸在游戲之中。關鍵的是，這些游戲往往要求玩家在集中式和分布式注意力間來回切換，也就是說要有高超的注意力控制技巧。

　　游戲中還有著豐富的場景，總能出現新的挑戰，迫使玩家走出“舒適區”（comfort zone，心理學認為人對于外部世界的認識可以分為三個區域，舒適區、學習區、恐慌區）。而且游戲會在不同時間尺度上給玩家獎勵：隔幾秒（擊敗一個敵人）、幾分鐘（完成某個任務）、幾小時（完成一個章節或戰役）、幾天（完成整個游戲）——這些可以提升玩家在不同時間范圍內的規劃能力。游戲通過給玩家獎勵促進他們學習，而且這些技能在真實生活中同樣有用：如在學習幾何時有更好的空間想象能力，或是看到小孩沖到街上撿球時可以更迅速地剎車。

　　真正的健腦游戲

　　研究者已經從商業動作游戲中發現了學習的秘密，并致力于將這些秘訣用在開發新一代的健腦游戲上，而不再使用無聊的心理實驗。很多致力于把電子游戲用于醫療的公司已經面世，Posit Science、Pear Therapeutics和Akili Interactive是其中的代表（注：本文作者巴韋利埃是Akili Interactive的創始人之一）。這些公司打算用電子游戲輔助醫療診斷，甚至進行治療。比如，Akili Interactive就在研發一款可以幫助提升注意力、減少分神的游戲。這款游戲是一款研究用游戲《神經賽跑》（NeuroRacer）的衍生品。這類游戲旨在幫助有注意力障礙的兒童和出現認知能力衰減早期征兆的成年人。這些游戲真正為大眾接受，肯定還需要一些時日。最終，它們還需要通過獨立機構（如監管機構或科學機構）的評估，才能獲得許可，做為醫療手段用于治療。

　　盡管，動作游戲是健腦游戲的靈感來源，但要想用于治療，傳統的動作游戲需要先接受“改造”。首先，游戲必須針對患者的特點進行設計。雖然健康的人可以通過玩動作游戲提升注意力，但一些注意力有缺陷的患者并不能通過玩一般的動作游戲得到治療。大部分玩家在玩游戲時，會在腦海中構建出游戲結構，并預測接下來會發生什么。但是有注意力缺陷的人，在玩游戲時更多是基于臨場反應，很難想象即將發生的事。游戲設計人員正在開發新的游戲架構，以改造傳統的動作游戲，并鼓勵有注意力缺陷的玩家更積極地策劃下一步行動。

　　還有一類游戲是專為老年人設計的，希望可以通過提升他們的反應速度，來提高他們的駕駛技術和其他技能。設計這類游戲的關鍵也和前述相似。對于這些老年人來說，光是把《榮譽勛章》下載下來是不夠的。大部分動作游戲是為年輕人設計的，因此節奏很快。老年人對此很難適應，所以幾乎不能從市面上的游戲中得到任何收獲。為了滿足老年人的需求，游戲節奏必須放緩到雖有難度但不至于無法玩的程度。

　　健腦游戲還能幫助另一個群體——弱視患者。對他們來說，游戲難度同樣需要降低。最后，充斥在很多電子游戲中的暴力也必須控制，否則不適合用于治療。當人駕駛的車沖出跑道時，游戲最好就適可而止，沒必要展現人被炸得粉身碎骨的畫面。健腦游戲不是讓人去體驗射殺僵尸的快感，而是用來治療一些認知障礙，要達到這個目的，來自各個領域（包括教育學、心理學、神經科學）的科學家必須和圖形藝術家、游戲開發商、設計師通力合作，制作出有趣的產品。

　　我們的研究團隊最早從《軍團要塞·經典》獲得靈感，意識到電子游戲可以提升認知功能，時至今日，這一領域仍有許多未解之謎值得我們去探索。未來，為患閱讀障礙的孩子和腦部受傷的患者設計的游戲，可以配置監測腦電波的傳感器，實時調整游戲難度。除了技術，使游戲內容、游戲技巧和玩家自身的認知能力相匹配也非常重要。能否根據不同用戶的需求，量身打造出適合其特點的健腦游戲，將是下一代健腦游戲能否成功的關鍵。