遊戲怎樣改變了你的大腦？（下）

文/@時悅Shadow@趙思家

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中國的家長非常關心怎樣讓自己的孩子變得聰明，如何贏在起跑線上。長久以來，音樂和運動被大眾認為能夠開發智力，幫助孩子「德智體美勞」全面發展。課餘時間「鋼琴班」、「圍棋班」、「跆拳道」這些興趣班異常火爆。但這些到底開發了多少智力呢？這似乎模糊不清、眾說紛紜。但無論如何，沒有家長會讓自己的孩子去網吧參加個「電競」班，甚至玩電子遊戲還帶有一點不務正業的意味。其實，正如前面我們介紹的一些腦科學研究所發現的，玩電子遊戲能夠提高人的某些認知能力，不止如此，甚至有研究發現，玩電競還能夠讓人變得更聰明。

到底什麼是聰明呢？

一般來說，我們說一個人聰明，往往是指此人智力出眾。什麼是智力（Intelligence，或說智能）呢？字典給出的定義是：一種學習和應用知識和技能的能力。這是現在擁有的智商測試遠遠不能完整地測量的。科學上，比較公認的一個定義是：一種涵蓋邏輯思考、計劃、解決問題、抽象思考、理解複雜概念、迅速學習和執行能力的複合型能力(Deary, Penke, & Johnson, 2010)。另有一說，有人認為在日常生活和工作中，其實我們看一個人聰不聰明，其實主要還是在說這個人的執行功能（Executive function）。執行功能是指，在試圖解決一些複雜的認知問題的過程中，你能夠靈活動態地協調和控制各個不同的認知能力，以確保在整個解決問題的過程中保持「具有目的性」和「協調有序」這兩個特點(Chan, Shum, Toulopoulou, & Chen, 2008)。譬如，大家通常覺得會玩密室逃脫和數學好的人特別聰明，可能是因為他們有很強的邏輯性思維，記性好，能夠舉一反三，不僅如此，他們能夠靈活地協調這些能力，這就是執行功能。

玩遊戲能夠訓練執行能力？

那麼問題是，玩遊戲能夠訓練人的執行能力嗎？我們從執行能力的一個部分——根據環境來迅速做決策——來看看遊戲對大腦的影響。腦成像研究為此提供了直觀的證據。認知能力的提高往往與大腦的灰質變化有關。灰質（grey matter）是大腦和脊髓的重要組成部分，由神經系統的重要單位神經細胞和膠質細胞以及微血管組成。正如其名，它呈現灰色。大腦皮層就是典型的灰質，而這恰恰是大腦對信息進行深入處理的區域。所以，認知能力的提高往往能在相關的大腦區域看到灰質體積的變化。

2014年，比利時和德國的科學家掃描了152名青少年遊戲玩家的大腦，發現遊戲玩的越多的孩子背外側前額葉皮質（dorsolateral prefrontal cortex，縮寫為DLPFC）和額葉眼動區（frontal eye fields，縮寫為FEF）的灰質體積更大，並發現這兩個區域的灰質體積與孩子每周玩遊戲的時間成正相關(Kühn et al., 2014)。而這兩個區域所位於的前額皮質，恰是負責執行能力的中心，特別是DLPFC這個區域被認為和推理和決策有密切關係(Krawczyk, 2002)。

圖 1：灰質厚度與每周玩遊戲所花時間成正相關的大腦區域（顯著性p < 0.01）：背外側前額葉皮質(DLPFC) 和額頁眼動區(FEF)原圖來自論文(Kühn et al., 2014)。

甚至還有發現，左右兩側大腦的DLPFC似乎有分工：右半腦的DLPFC似乎與需要提取記憶的決策反應有關，而左半腦的DLPFC負責和依據當下環境中的信息而做出的決定相關(Fuster, 2000; Levy & Goldman-Rakic, 2000; Petrides & Milner, 1982)。而在2014年的這個腦成像研究中，他們發現左DLPFC有明顯的灰質增多，這恰好反映了玩電子遊戲過程中，需要玩家根據環境迅速做合理決策的這一特點。而另一個FEF區域，在決策方面的研究中也被多次發現在「判斷並採取行動」這個認知過程中起著重要作用(Heekeren, Marrett, Ruff, Bandettini, & Ungerleider, 2006)。綜合起來，這些結果都展現了電子遊戲中所帶來的決策相關訓練是有效的，甚至在大腦結構上有顯著的影響。

玩遊戲能提高記憶力？

大腦的實時分析能力是有限的，但每一刻通過不同的感知所收集到的感知信息卻非常多。以語言為例，在對話中，每個詞的聲音轉瞬即逝，無論是講者還是聽者，我們都需要非常精確地記住剛才和現在說了什麼（包括發音、音調、聲音的順序等等），才能夠處理這些連續的聲音，並理解它們的語義。這種記憶就叫工作記憶（working memory）。過一會兒，我就無法精確地複述我剛剛所說的話，因為工作記憶就好像是大腦的一個信息緩衝區，為了能夠更經濟地使用大腦的分析能力，就不能把這個緩衝區建得太大是吧？而十年後，再回憶起這一段對話，我大概只能記起一些片段了，那已經轉化為長期記憶。當然工作記憶不局限於語言，我們看電影，做計算題，推理等等也都依賴著工作記憶。

讓我們來做個小遊戲，現在我給你呈現一些卡片，卡片上寫著一些數字，當我呈現當前卡片時，你需要告訴我上一張卡片的數字是多少。是不是很容易？如果我們增加難度呢，你能告訴我這張卡片之前的第二張是什麼數字嗎？第三張呢？這個是用來檢測工作記憶的經典心理學實驗任務，完成這個任務必須使用工作記憶並且連續實行這項任務。而且這個任務可以通過改變「這個數字前的第N個數字是什麼」來改變任務的難度。這個任務的學術名字叫做n-back任務。2008年有人用這個任務比較了動作遊戲玩家和非遊戲玩家的工作記憶能力，相比之下，動作遊戲玩家做這項記憶任務時反應更快(Boot, Kramer, Simons, Fabiani, & Gratton, 2008)。而在另一個實驗中，科學家發現，動作遊戲玩家不僅在速度上比非玩家反應更快，精確度也更勝一籌(Colzato, van den Wildenberg, Zmigrod, & Hommel, 2013)。

在上一章中我們提到了多任務追蹤（MOT）跟注意力有關係，注意力集中，能夠讓我們儘可能地關注到各個四散的動態小球，其實那個追蹤任務也和工作記憶有關係。集中注意力追蹤這些小球之前，我們要先記住這些小球都是什麼，能夠關注的小球越多，工作記憶的容量相對也就越大。在這個任務上，動作遊戲玩家也是有明顯的優勢的(Green & Bavelier, 2006)。這說明了玩家在工作記憶上得到的優勢是並非只針對某個特定的實驗任務（記數字或者是跟蹤小球），而是有一定的普遍性的。

看來，打動作類電子遊戲還有增強記憶力的功效。如果發現爸媽的記憶力開始退化，趕緊召喚他們不要再偷菜了，來和你們一起玩守望先鋒吧！

提到健忘症和阿茲海默症，不得不提最近由英國倫敦大學學院和東英吉利大學共同開發的一個遊戲「Sea Hero Quest」（非官方翻譯：海洋英雄之旅）。遊戲通過記錄人們在3D環境中的導航狀況，為健忘症和阿茲海默症的科學研究提供了前所未有地龐大的數據基礎，這在整個神經疾病學術圈都非常轟動，因為「收集數據」是研究中最花時間，最花經費的步驟，而這個小小遊戲在提醒大眾對疾病的意識的同時，還能為科研提供珍貴的數據。

圖 2: 「Sea Hero Quest」遊戲的截圖。在這個遊戲中，玩家需要先記住地圖，然後憑著記憶，行著小船到達多個目的地。

話又說回來，人的導航能力和阿茲海默症又有什麼關係呢？因為導航能力是阿茲海默病人最先失去的一部分功能，俗話說就是變成了路盲。這也是為什麼阿茲海默病人往往很容易走丟的原因。

玩遊戲能夠治路盲？

路盲和朋友的日常。n——路盲：「喂，我迷路了。」n——朋友：「你怎麼又丟了，在哪兒呢？」n——路盲：「不知道。」n——朋友：「周圍有什麼標誌物嗎？前面有什麼」n——路盲：「路。」n——朋友：「後面呢？」n——路盲：「路。」n——朋友：「……旁邊呢？」n——路盲：「樹……」n

我相信路盲們最大的感受就是不敢出門，怕丟，拿著導航都分不清東南西北。但，玩遊戲真的能夠成為讓路盲變身路神的「絕世秘籍」嗎？

前面提到的Bavelier教授發現：與不玩遊戲的人相比，經常玩遊戲的人在遊戲中表現出更好的空間感和導航能力(Bavelier et al., 2011)。遺憾的是，至今為止，這種空間導航能力似乎還不能直接遷移到現實生活中（這個問題我們將會在第三章細聊）。但是，以電子遊戲為基礎總結出的學習方式，卻已經在訓練盲人的空間導航能力上發揮了重大作用。

要訓練盲人在沒有視覺信號的情況下學會導航，如果要在車水馬龍的真實街上接受訓練，稍有不慎可能會造成危險，所以在虛擬世界中訓練就成了一個很好的選擇。不僅如此，在虛擬世界中，還有機會與現實生活中難以實現的情景進行互動，譬如模擬一些少見的危機情況，通過這種親身體驗的方式來訓練並掌握相關的應對能力(Connors, Chrastil, Sánchez, & Merabet, 2014)。

比如，為了幫助盲人提高空間感知能力，來自哈佛醫學院的研究人員採用「聲音環境模擬器（Audio-based Environment Simulator，AbES）」來幫助盲人進行自我探索，並在模擬器中形成空間認知地圖（圖3）。通過語音反饋，盲人玩家在有障礙的虛擬房間尋找寶物，並要避免走錯房間被怪物吃掉。研究人員設置了三種情況：情況一，在學習了地形之後，盲人玩家通過和模擬器的互動完成任務；情況二，學習地形之後盲人玩家在視力正常的人的陪同下互動完成任務；情況三，學習地形之後，盲人玩家獨自完成任務，中途沒有反饋。結果發現，有互動的學習方式學習效果顯著（也就是情況一和情況二），玩家能夠把獲得的空間信息轉化到自己的空間認知能力中。而沒有反饋的學習方式效果比較差。但是，通過自己探索，藉助模擬器完成任務的玩家，能夠找到多條路線，並尋找到最優路線。而通過視力正常的人陪同完成任務的盲人玩家卻沒有得到這一能力。顯而易見，依靠自我探索的遊戲學習法，能夠鍛煉人的學習能力，提高高級認知功能(Connors et al., 2014)。

圖 3：虛擬遊戲學習法。原圖來自論文(Connors et al., 2014)

這個關於盲人的實驗，不僅僅在臨床復健中有參考價值，更有趣的是，它也給我們帶來一點小小的啟示：適度地玩電子遊戲不僅在一定程度上訓練了人的認知功能，而且還在潛移默化中引導我們去自我探索和學習。

至今為止，在各大學術刊物上刊登的「靠譜」的研究中，動作類遊戲對大腦的訓練效果是最明顯的。當然，這也有可能是頂級科研雜誌的通病——「不是牛逼的結果你還好意思登出來？」——所帶來的某種局限。

另一方面，雖然有這麼多權威的實驗結果，但不得不承認，電子遊戲對大腦的訓練有多大的實際應用價值還尚待明確，而且訓練結果是否能夠遷移，也存在大量的爭議。針對這些問題，我們將在接下來的幾個章節進行專題討論。但這裡列出的這一小部分前沿的腦科學研究希望能夠打破一些大家對電子遊戲的偏見和誤解。

引用文獻

Bavelier, D., Green, C. S., Han, D. H., Renshaw, P. F., Merzenich, M. M., & Gentile, D. A. (2011). Brains on video games. Nature Reviews Neuroscience, 12(12), 763–768.

Boot, W. R., Kramer, A. F., Simons, D. J., Fabiani, M., & Gratton, G. (2008). The effects of video game playing on attention, memory, and executive control. Acta Psychologica, 129(3), 387–398.

Chan, R., Shum, D., Toulopoulou, T., & Chen, E. (2008). Assessment of executive functions: Review of instruments and identification of critical issues. Archives of Clinical Neuropsychology, 23(2), 201–216.

Colzato, L. S., van den Wildenberg, W. P. M., Zmigrod, S., & Hommel, B. (2013). Action video gaming and cognitive control: playing first person shooter games is associated with improvement in working memory but not action inhibition. Psychological Research, 77(2), 234–239.

Connors, E. C., Chrastil, E. R., Sánchez, J., & Merabet, L. B. (2014). Virtual environments for the transfer of navigation skills in the blind: a comparison of directed instruction vs. video game based learning approaches. Frontiers in Human Neuroscience, 8, 223.

Deary, I. J., Penke, L., & Johnson, W. (2010). The neuroscience of human intelligence differences. Nature Reviews Neuroscience, 11(3), 201–211.

Diamond, A. (2013). Executive Functions. Annual Review of Psychology, 64(1), 135–168.

Fuster, J. M. (2000). Executive frontal functions. Experimental Brain Research, 133(1), 66–70.

Green, C. S., & Bavelier, D. (2006). Effect of action video games on the spatial distribution of visuospatial attention. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 32(6), 1465–1478.

Heekeren, H. R., Marrett, S., Ruff, D. A., Bandettini, P. A., & Ungerleider, L. G. (2006). Involvement of human left dorsolateral prefrontal cortex in perceptual decision making is independent of response modality. Proceedings of the National Academy of Sciences, 103(26), 10023–10028.

Krawczyk, D. C. (2002). Contributions of the prefrontal cortex to the neural basis of human decision making. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 26(6), 631–664.

Kühn, S., Lorenz, R., Banaschewski, T., Barker, G. J., Büchel, C., Conrod, P. J., … Consortium, T. I. (2014). Positive Association of Video Game Playing with Left Frontal Cortical Thickness in Adolescents. PLOS ONE, 9(3), e91506.

Levy, R., & Goldman-Rakic, P. S. (2000). Segregation of working memory functions within the dorsolateral prefrontal cortex. Experimental Brain Research, 133(1), 23–32.

Petrides, M., & Milner, B. (1982). Deficits on subject-ordered tasks after frontal- and temporal-lobe lesions in man. Neuropsychologia, 20(3), 249–262.

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