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大脑控制着我们的视觉、听觉、思维、学习以及与世界的互动。重要的是,大脑并不是一成不变的,随着时间的推移,它会因我们所做的事而发生改变。玩电子游戏也是其中之一,它会导致大脑发生一系列变化,比如会提高我们的视觉、听觉、思维和学习能力。但是,并非所有的电子游戏都是一样的,就像吃不同的食物会对身体产生不同的影响,玩不同的游戏也会让大脑发生不同的改变。在本文中,我们将介绍科学家如何测量大脑的变化以及电子游戏如何改变大脑。
大脑与认知
大脑负责认知,即我们处理和理解信息的方式,包括视觉、听觉、注意、学习、记忆、计划和决策等等。大脑的一个有趣之处在于,随着时间的推移,它可以发生变化,这种特征被称为大脑的可塑性。随着我们对周围世界的体验和学习,可塑性使大脑发生物理变化,在某些区域之间建立更强的连接。我们许多的日常活动,例如与他人的互动、在学校学到的东西以及课后的课余爱好,都会对大脑和认知功能产生影响,电子游戏就是其中之一!好消息是,电子游戏给大脑带来的一些变化可能有助于改善认知。在适当的条件下,电子游戏提供了一个理想的环境,让玩家锻炼各种认知功能,促进大脑的可塑性[1]。
测量大脑活动和认知能力
为了测量大脑在玩电子游戏后发生的变化,认知科学家可以使用几种技术(图1)。其中一种叫做磁共振成像(MRI),它利用强磁场来显示大脑的结构。科学家使用MRI可以看到组成大脑的细胞在经历某种体验后是否发生了变化,以及具体发生了怎样的变化[2]。另一种技术叫做功能磁共振成像(fMRI),它可以测量流经大脑特定区域的血流量,从而知道哪些脑区处于活跃状态。第三种技术叫做脑电图(EEG),用于测量大脑的电信号,它能够测得特定脑区在某些时刻的活跃程度。
图 1 - 脑成像技术的示例。
(A) 一个人大脑的磁共振成像,显示出大脑的结构。(B) 彩色区域是大脑活动的磁共振成像图。(C) 脑电信号示例,显示了五种不同类型的脑电波,表示不同类型的大脑活动。
虽然这些技术有助于科学家直观地观察大脑的变化,但他们还需要知道玩电子游戏是否真的会改变认知功能。为了确定这一点,科学家们开发了一些任务,旨在测试认知的各个组成部分。为简单起见,我们称之为认知任务,包括测量人们思考和记忆不断变化的信息的能力(又名工作记忆)、在忽略干扰时注意事物的能力、以及解决问题的能力(图 2)。
图 2 - 认知任务示例。
瑞文渐进矩阵[3] 是一项衡量解决问题能力的测验。完成这项任务的人会看到一个矩阵,他必须选择一个能使其完整的图像。这里的答案是4。
科学家可以利用大脑成像和认知任务进行实验,以确定玩特定的电子游戏是否会改变大脑和/或认知功能(图 3)。例如,也许他们想知道玩《堡垒之夜》能否改善这两点。那么首先,科学家招募了参与者,并进行一系列大脑成像扫描和认知任务,这就是前测,这是因为在要求参与者玩电子游戏之前,科学家需要先了解他们的大脑情况和相应的能力。然后,科学家会分配参与者玩《堡垒之夜》或另一款不会影响认知的电子游戏,第二款游戏称为控制组,用于与《堡垒之夜》进行比较。然后,参与者每天玩指定的电子游戏一小时,共进行数周。接着,科学家会进行与前测相同的大脑扫描和认知任务,这就是后测,能够测出参与者在玩游戏后的大脑结构和认知功能。最后,科学家们会比较参与者在测试前后的结果和表现。如果发现玩过《堡垒之夜》的参与者的大脑发生了某些变化,如特定脑区的体积增大,或者在认知任务上的表现比玩控制组游戏的参与者有更大的提高,研究人员就可以得出结论:玩《堡垒之夜》对大脑和认知的积极影响比控制组更大。
图 3 - 在一个典型的电子游戏训练实验中,参与者首先要参加一个测试,测量他们的认知功能(前测)。
然后,他们会被分配到玩几个小时的目标游戏或控制游戏(每天不超过 1 小时,整个游戏时间间隔为几周)。然后,他们回来再次参加之前的测试(后测)。如果目标组从前测到后测的进步比控制组更大,那么我们就知道玩这款游戏改善了认知功能[改编自[1]]。
玩电子游戏是如何影响大脑的呢?
许多实验发现玩电子游戏可以改变大脑的许多区域。例如,某些游戏可以增加部分区域的体积和活动(图1)[2]。然而另一些研究也提出,玩游戏会降低一些脑区的活动,如额叶。它怎么会同时增加和减少大脑的活动呢?一种解释是,刚开始接触电子游戏可能会增加与之相关区域的活动。然而,随着玩家成绩的提高,这个过程变得更加自动化,所需的脑力减少,导致脑区的活动变弱[2]。因此,鉴于训练时长和后测的时间不同,活动的增减可能与玩电子游戏有关。
电子游戏对大脑和认知的影响很复杂
玩电子游戏对大脑和认知的影响程度取决于很多因素,如年龄、时间长短以及游戏种类。例如,虽然电子游戏对所有年龄段的人都至少有一点积极影响,但对年轻人认知功能的改善往往大于65岁以上的老年人[4]。
同样,虽然玩任何时长的游戏都可能导致大脑发生变化,但研究表明,时间越长变化就越大[4]。更重要的是,目前所有结论都显示,沉迷电子游戏(长时间玩游戏)并不好。相反,如果每次玩游戏的间隔时间较大,则会对大脑产生更强的积极影响。例如,当我们在实验室尝试利用电子游戏改善大脑功能时,只允许参与者每天玩1小时。
最后,并非所有电子游戏都会对大脑产生同样的影响。一般来说科学家认为,玩某款游戏所需的认知技能及与之相关的大脑区域,将是玩了一段时间后发生变化的技能和部位。这与练习体育类似,足球和篮球需要不同的身体技能,如果练习踢足球,可能腿部肌肉会变得更强壮,踢球的技术会变得更好,但不会期望手臂会变得强壮或投篮的准确度提高。
动作类电子游戏是一种被广泛研究的类型,并且一直被证明可以提高某些方面的认知能力。例如《堡垒之夜》等第一人称射击游戏和《喷射战士》等第三人称射击游戏。不过,《动物森友会》和《我的世界》等不属于这个类型。研究人员发现,与其他认知功能相比,动作类游戏更能提高感知觉、空间感和注意力[4]。其他类型的游戏,如益智(如《传送门 2》)或策略游戏(如《星际争霸 3》),则可能会开发解决问题的能力,提高对应的认知功能。然而,关于游戏对认知能力的具体影响,研究结果不一致,因此还需要更多的探索[6]。
结语
总之,电子游戏对大脑和认知的影响有些复杂。研究表明,这确实会对某些部分和认知能力产生积极作用,但在很大程度上取决于 游戏的 类型。请记住,这一领域并不一定会探索电子游戏对认知以外 的 其他内容的影响,例如潜在的成瘾性 以及 如何影响儿童的社交和情感发展。在思考电子游戏和我们的关系时,重要的是要关注多方面的作用 。
作者:Jocelyn Parong、 C. Shawn Green
翻译:高欣然
来源:脑与心智毕生发展研究中心、发展人口神经科学研究中心
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