游戏又这样改变了你的大脑（游戏又这样改变了你的大脑）
游戏又这样改变了你的大脑（游戏又这样改变了你的大脑）甚至还有发现，左右两侧大脑的DLPFC似乎有分工：右半脑的DLPFC似乎与需要提取记忆的决策反应有关，而左半脑的DLPFC负责和依据当下环境中的信息而做出的决定相关(Fuster 2000; Levy & Goldman-Rakic 2000; Petrides & Milner 1982)。而在2014年的这个脑成像研究中，他们发现左DLPFC有明显的灰质增多，这恰好反映了玩电子游戏过程中，需要玩家根据环境迅速做合理决策的这一特点。而另一个FEF区域，在决策方面的研究中也被多次发现在「判断并采取行动」这个认知过程中起着重要作用(Heekeren Marrett Ruff Bandettini & Ungerleider 2006)。综合起来，这些结果都展现了电子游戏中所带来的决策相关训练是有效的，甚至在大脑结构上有显著的影响。图 1：灰质厚度与每周
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中国的家长非常关心怎样让自己的孩子变得聪明，如何赢在起跑线上。长久以来，音乐和运动被大众认为能够开发智力，帮助孩子「德智体美劳」全面发展。课余时间“钢琴班”、“围棋班”、“跆拳道”这些兴趣班异常火爆。但这些到底开发了多少智力呢？这似乎模糊不清、众说纷纭。但无论如何，没有家长会让自己的孩子去网吧参加个“电竞”班，甚至玩电子游戏还带有一点不务正业的意味。其实，正如前面我们介绍的一些脑科学研究所发现的，玩电子游戏能够提高人的某些认知能力，不止如此，甚至有研究发现，玩电竞还能够让人变得更聪明。
1到底什么是聪明呢？
一般来说，我们说一个人聪明，往往是指此人智力出众。什么是智力（Intelligence，或说智能）呢？字典给出的定义是：一种学习和应用知识和技能的能力。这是现在拥有的智商测试远远不能完整地测量的。科学上，比较公认的一个定义是：一种涵盖逻辑思考、计划、解决问题、抽象思考、理解复杂概念、迅速学习和执行能力的复合型能力(Deary Penke & Johnson 2010)。另有一说，有人认为在日常生活和工作中，其实我们看一个人聪不聪明，其实主要还是在说这个人的执行功能（Executive function）。执行功能是指，在试图解决一些复杂的认知问题的过程中，你能够灵活动态地协调和控制各个不同的认知能力，以确保在整个解决问题的过程中保持「具有目的性」和「协调有序」这两个特点(Chan Shum Toulopoulou & Chen 2008)。譬如，大家通常觉得会玩密室逃脱和数学好的人特别聪明，可能是因为他们有很强的逻辑性思维，记性好，能够举一反三，不仅如此，他们能够灵活地协调这些能力，这就是执行功能。
2玩游戏能够训练执行能力？
那么问题是，玩游戏能够训练人的执行能力吗？我们从执行能力的一个部分——根据环境来迅速做决策——来看看游戏对大脑的影响。脑成像研究为此提供了直观的证据。认知能力的提高往往与大脑的灰质变化有关。灰质（grey matter）是大脑和脊髓的重要组成部分，由神经系统的重要单位神经细胞和胶质细胞以及微血管组成。正如其名，它呈现灰色。大脑皮层就是典型的灰质，而这恰恰是大脑对信息进行深入处理的区域。所以，认知能力的提高往往能在相关的大脑区域看到灰质体积的变化。
2014年，比利时和德国的科学家扫描了152名青少年游戏玩家的大脑，发现游戏玩的越多的孩子背外侧前额叶皮质（dorsolateral prefrontal cortex，缩写为DLPFC）和额叶眼动区（frontal eye fields，缩写为FEF）的灰质体积更大，并发现这两个区域的灰质体积与孩子每周玩游戏的时间成正相关(Kühn et al. 2014)。而这两个区域所位于的前额皮质，恰是负责执行能力的中心，特别是DLPFC这个区域被认为和推理和决策有密切关系(Krawczyk 2002)。
图 1：灰质厚度与每周玩游戏所花时间成正相关的大脑区域（显著性p < 0.01）：背外侧前额叶皮质(DLPFC) 和额页眼动区(FEF)原图来自论文(Kühn et al. 2014)。
甚至还有发现，左右两侧大脑的DLPFC似乎有分工：右半脑的DLPFC似乎与需要提取记忆的决策反应有关，而左半脑的DLPFC负责和依据当下环境中的信息而做出的决定相关(Fuster 2000; Levy & Goldman-Rakic 2000; Petrides & Milner 1982)。而在2014年的这个脑成像研究中，他们发现左DLPFC有明显的灰质增多，这恰好反映了玩电子游戏过程中，需要玩家根据环境迅速做合理决策的这一特点。而另一个FEF区域，在决策方面的研究中也被多次发现在「判断并采取行动」这个认知过程中起着重要作用(Heekeren Marrett Ruff Bandettini & Ungerleider 2006)。综合起来，这些结果都展现了电子游戏中所带来的决策相关训练是有效的，甚至在大脑结构上有显著的影响。
3玩游戏能提高记忆力？
大脑的实时分析能力是有限的，但每一刻通过不同的感知所收集到的感知信息却非常多。以语言为例，在对话中，每个词的声音转瞬即逝，无论是讲者还是听者，我们都需要非常精确地记住刚才和现在说了什么（包括发音、音调、声音的顺序等等），才能够处理这些连续的声音，并理解它们的语义。这种记忆就叫工作记忆（working memory）。过一会儿，我就无法精确地复述我刚刚所说的话，因为工作记忆就好像是大脑的一个信息缓冲区，为了能够更经济地使用大脑的分析能力，就不能把这个缓冲区建得太大是吧？而十年后，再回忆起这一段对话，我大概只能记起一些片段了，那已经转化为长期记忆。当然工作记忆不局限于语言，我们看电影，做计算题，推理等等也都依赖着工作记忆。
让我们来做个小游戏，现在我给你呈现一些卡片，卡片上写着一些数字，当我呈现当前卡片时，你需要告诉我上一张卡片的数字是多少。是不是很容易？如果我们增加难度呢，你能告诉我这张卡片之前的第二张是什么数字吗？第三张呢？这个是用来检测工作记忆的经典心理学实验任务，完成这个任务必须使用工作记忆并且连续实行这项任务。而且这个任务可以通过改变「这个数字前的第N个数字是什么」来改变任务的难度。这个任务的学术名字叫做n-back任务。2008年有人用这个任务比较了动作游戏玩家和非游戏玩家的工作记忆能力，相比之下，动作游戏玩家做这项记忆任务时反应更快(Boot Kramer Simons Fabiani & Gratton 2008)。而在另一个实验中，科学家发现，动作游戏玩家不仅在速度上比非玩家反应更快，精确度也更胜一筹(Colzato van den Wildenberg Zmigrod & Hommel 2013)。
在上一章中我们提到了多任务追踪（MOT）跟注意力有关系，注意力集中，能够让我们尽可能地关注到各个四散的动态小球，其实那个追踪任务也和工作记忆有关系。集中注意力追踪这些小球之前，我们要先记住这些小球都是什么，能够关注的小球越多，工作记忆的容量相对也就越大。在这个任务上，动作游戏玩家也是有明显的优势的(Green & Bavelier 2006)。这说明了玩家在工作记忆上得到的优势是并非只针对某个特定的实验任务（记数字或者是跟踪小球），而是有一定的普遍性的。
看来，打动作类电子游戏还有增强记忆力的功效。如果发现爸妈的记忆力开始退化，赶紧召唤他们不要再偷菜了，来和你们一起玩守望先锋吧！
提到健忘症和阿兹海默症，不得不提最近由英国伦敦大学学院和东英吉利大学共同开发的一个游戏「Sea Hero Quest」（非官方翻译：海洋英雄之旅）。游戏通过记录人们在3D环境中的导航状况，为健忘症和阿兹海默症的科学研究提供了前所未有地庞大的数据基础，这在整个神经疾病学术圈都非常轰动，因为「收集数据」是研究中最花时间，最花经费的步骤，而这个小小游戏在提醒大众对疾病的意识的同时，还能为科研提供珍贵的数据。
图 2: 「Sea Hero Quest」游戏的截图。在这个游戏中，玩家需要先记住地图，然后凭着记忆，行着小船到达多个目的地。
话又说回来，人的导航能力和阿兹海默症又有什么关系呢？因为导航能力是阿兹海默病人最先失去的一部分功能，俗话说就是变成了路盲。这也是为什么阿兹海默病人往往很容易走丢的原因。
4玩游戏能够治路盲？
路盲和朋友的日常。
——路盲：“喂，我迷路了。”
——朋友：“你怎么又丢了，在哪儿呢？”
——路盲：“不知道。”
——朋友：“周围有什么标志物吗？前面有什么”
——路盲：“路。”
——朋友：“后面呢？”
——路盲：“路。”
——朋友：“……旁边呢？”
——路盲：“树……”
我相信路盲们最大的感受就是不敢出门，怕丢，拿着导航都分不清东南西北。但，玩游戏真的能够成为让路盲变身路神的「绝世秘籍」吗？
前面提到的Bavelier教授发现：与不玩游戏的人相比，经常玩游戏的人在游戏中表现出更好的空间感和导航能力(Bavelier et al. 2011)。遗憾的是，至今为止，这种空间导航能力似乎还不能直接迁移到现实生活中（这个问题我们将会在第三章细聊）。但是，以电子游戏为基础总结出的学习方式，却已经在训练盲人的空间导航能力上发挥了重大作用。
要训练盲人在没有视觉信号的情况下学会导航，如果要在车水马龙的真实街上接受训练，稍有不慎可能会造成危险，所以在虚拟世界中训练就成了一个很好的选择。不仅如此，在虚拟世界中，还有机会与现实生活中难以实现的情景进行互动，譬如模拟一些少见的危机情况，通过这种亲身体验的方式来训练并掌握相关的应对能力(Connors Chrastil Sánchez & Merabet 2014)。
比如，为了帮助盲人提高空间感知能力，来自哈佛医学院的研究人员采用「声音环境模拟器（Audio-based Environment Simulator，AbES）」来帮助盲人进行自我探索，并在模拟器中形成空间认知地图（图3）。通过语音反馈，盲人玩家在有障碍的虚拟房间寻找宝物，并要避免走错房间被怪物吃掉。研究人员设置了三种情况：情况一，在学习了地形之后，盲人玩家通过和模拟器的互动完成任务；情况二，学习地形之后盲人玩家在视力正常的人的陪同下互动完成任务；情况三，学习地形之后，盲人玩家独自完成任务，中途没有反馈。结果发现，有互动的学习方式学习效果显著（也就是情况一和情况二），玩家能够把获得的空间信息转化到自己的空间认知能力中。而没有反馈的学习方式效果比较差。但是，通过自己探索，借助模拟器完成任务的玩家，能够找到多条路线，并寻找到最优路线。而通过视力正常的人陪同完成任务的盲人玩家却没有得到这一能力。显而易见，依靠自我探索的游戏学习法，能够锻炼人的学习能力，提高高级认知功能(Connors et al. 2014)。
图 3：虚拟游戏学习法。原图来自论文(Connors et al. 2014)
这个关于盲人的实验，不仅仅在临床复健中有参考价值，更有趣的是，它也给我们带来一点小小的启示：适度地玩电子游戏不仅在一定程度上训练了人的认知功能，而且还在潜移默化中引导我们去自我探索和学习。
至今为止，在各大学术刊物上刊登的「靠谱」的研究中，动作类游戏对大脑的训练效果是最明显的。当然，这也有可能是顶级科研杂志的通病——「不是牛逼的结果你还好意思登出来？」——所带来的某种局限。
另一方面，虽然有这么多权威的实验结果，但不得不承认，电子游戏对大脑的训练有多大的实际应用价值还尚待明确，而且训练结果是否能够迁移，也存在大量的争议。针对这些问题，我们将在接下来的几个章节进行专题讨论。但这里列出的这一小部分前沿的脑科学研究希望能够打破一些大家对电子游戏的偏见和误解。
引用文献
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.
赵思家
UCL神经科学学士、计算机硕士、神经科学博士在读
最令人好奇的是好奇本身。24了，叫我阿姨。已出版《换头术2017？》、《日常神经科学》。
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在大家还以为我们对大脑一无所知的时候
脑神经学已经破译了解读思维的密码。
别瞎玩
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游戏，一部时代的科学史
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