认知健康 - 电子游戏能提高脑力吗？

什么是认知功能障碍？

随着认知功能的普遍下降，持久性的生活方式干预对于保持并提高认知健康来说很有必要。正如锻炼身体能够增强体质，同理心理训练也很有必要。技术的进步为心理训练提供了新的，富有前景的方式。这种方式存在于虚拟现实、电子游戏和移动设备中，带来了为满足个人需求而打造的个性化的培训体系的发展。世界上也有可能存在虚拟智能，能够存储人脑已经无法装载的东西。本文对电子游戏在认知活动、包含虚拟现实的改造课程中的应用研究以及对阿尔茨海默症情加重患者使用的智能手机（虚拟智能）应用进行了探索。

据估计，阿尔茨海默症在60至70岁人群中的发病率为1%，在85岁以上人群中的发病率为6%-8%（1）。另外，轻度认知功能障碍（MCI）是认知障碍的轻微表现，在65岁以上的人群中发病率估计为10%-20%（2）。随着人口老龄化加剧，这些数字只会上升。人们对易于使用的、有效的、经济上可持续的生活方式干预的需求与日俱增，并且人们很好的服从这样的干预。认知功能下降的早期表现包括轻度记忆力丧失，推理能力、计算速度和执行能力的轻度减退，比如注意力下降、语言能力以及视觉和空间能力减退（2，3）。执行能力是一组心理过程，能帮助人们将过去的经历和现在的行动联系起来，从而发生行为，比如计划、组织、制定战略、关注并记住细节以及时间和空间管理。

轻度认知功能下降、阿尔茨海默症（AD）以及痴呆随着婴儿潮一代年龄的增加越来越普遍(4)。目前，认知功能下降的原因包括正常衰老（与年龄有关的认知功能下降），轻度认知功能障碍（比正常衰老略微严重的认知功能下降）以及更为严重的原因比如阿尔茨海默症、甲状腺功能减退、维生素B12缺乏症、脑血管疾病（即血管性痴呆）、药物副作用（在老年人群中尤为严重）、癌症、中枢神经系统感染、药物滥用、与艾滋病毒相关的认知功能疾病等（1）。语言记忆和执行能力减退，以及对新信息的接收能力下降更多的表现了阿尔茨海默症，而记忆力丧失以及精神病则是痴呆的表现（1）。本文中，精神病指的是对客观现实、受影响情绪以及思维过程的精神损害。

计算机和移动设备使用越来越普遍，为认知健康提供了一种相对廉价、可定制的有望成功的介入方式，同时能满足患者的个性需求。有初步证据表明长期使用这些技术能帮助保持大脑健康。最近一项前瞻性研究表明，每日使用计算机的人患痴呆概率减少30%-40%（5）。随后对5506名69-87岁之间的健康男性进行的为期6年的研究，初步观察目标为是否患有痴呆。计算机使用被定义为浏览网页、查看邮件、文档处理以及电子游戏这类活动。虽然，根据浏览内容质量的不同，使用计算机可能带来不同程度的益处，但是可能带来有益效果的一个简单因素就是体验。Small等人在另一项研究中，将有经验的使用者的功能性核磁共振（MRI）记录与不熟悉网络的使用者的记录进行了对比（6）。功能性核磁共振根据大脑功能在大脑特定区域成像。该研究发现长期上网，控制决策和复杂推理的大脑区域活动，而不熟练的浏览网页，只有控制阅读的大脑区域活动。因此，可以推断老年人可以通过使用计算机这种方式来促进认知健康。我们将对几种基于计算机的介入方式及其对认知功能的影响进行更深入的探索。

一篇2012年的系统文献综述很好的概述了电子游戏及其目前可能的治疗意义(7)。文献包括8项研究，参与者年龄在50-87岁之间，该研究对电子游戏对于认知的影响进行了检验。这些游戏包括任天堂的《大脑学院》、《国家的崛起》、《荣誉勋章》、《吃豆人》、《大金刚》、《俄罗斯方块》、雅达利《弹珠》、《水晶城堡》、《银河》、《青蛙过河》和《大爆炸》。参与者每周游戏2-5小时，并持续2-11周。最大的提高在于反应时间（效应值为0.77；在这里效应值越接近1.0，表示效果越好）、计算速度（0.72）和全局认知（0.69）。全局认知通过两个问卷表来评估，韦氏成人智力量表全智商（WAIS-R full IQ）和老年性痴呆认知分量表（ADAS）。执行能力和注意力受到了轻微影响，其效应值分别为0.25和0.21。不同的游戏产生影响的程度也各不相同。除了《大脑学院》，以上游戏中没有一种是主要提高认知功能的。

人们普遍切带有成见的认为游戏是一种智力活动，未必会带来认知上的提高，Boot等人的一项研究的观点正好相反（8）。参与者平均年龄为74岁，随机选择两种游戏中的一种玩60个小时：1）《挑战脑力2》（智力游戏），2）《马里奥赛车》（动作游戏）。研究通过认知测试电池对参与者进行了评估，包括侧卫测试（选择性注意），意义记忆，瑞文推理（推理），视觉搜索（计算速度）等。但是，12周后结果表明，两种游戏都没有产生实质性的改变。

为了判定哪种游戏能对认知产生最大的影响，Oei等人进行了研究，将本科学生玩的几种不同类型的游戏进行了对比（9）。75名学生随机分配五种游戏中的一种：《记忆矩阵》（排列顺序），《模拟人生》，《战斗》，《宝石迷阵2》和《隐藏物体》（在复杂的视觉场景中找到物体）。他们每天游戏1个小时，每周5天，一共进行4周（总计20小时）。游戏介入前后，这些学生进行了多项认知测试，包括注意瞬脱、筛选任务、视觉搜索/空间记忆以及复杂跨度。结果表明，动作游戏对于注意瞬脱的影响最大(p<0.001)。研究者推断，可能是因为需要在不同的目标之间进行快速移动，这也是动作游戏的特点，能将提高的注意力移动能力转移到游戏之外的任务中。动作游戏也提高了筛选任务即同时寻找不同的物体的能力，以及复杂跨度——几何与语言记忆任务的组合的能力。另一方面，《宝石迷阵2》对于视觉搜索/空间记忆以及复杂跨度有积极的作用。《记忆矩阵》和《隐藏物体》只对视觉搜索/空间记忆有影响，而《模拟人生》对这四种参数没有任何显著影响。因此，我们可以推断，动作游戏带来的影响范围最大，尽管其他游戏也能产生其中的某些认知影响。

虚拟现实（VR）训练项目尽管不如电子游戏有趣，到那时能用来提高某些特定的技能，对健康的老年参与者和患有阿尔茨海默症的参与者都产生了介入的效果。

Optale等人研究证明了虚拟训练对健康老年人群的几种认知参数的治疗效果。这项随机试验包括36名平均年龄在80岁的参与者，他们在口头故事回忆测试（VSR）中有不同程度的障碍。这些参与者被分成两组，实验组和对照组，对照组接受音乐治疗。实验组每两周接受3次训练课程，包括听觉和虚拟训练。听觉训练包括听3个不同的故事录音，这些故事伴有不同的音乐背景，虚拟训练则是在听相同的背景音乐的前提下通过操纵杆和计算机，找到15秒短片的观看位置的正确路径。训练进行3个月。研究结果表明，训练对简易精神状态量表（MMSE）（p=0.014）\数字广度测试（短时语言记忆；p0.043）\口头故事回忆（VSR）（p<0.001）\语言流畅度（p=0.005）以及老抑郁量表（p=0.025）有显著的影响，而对照组保持或表现为功能丧失。视觉和空间处理能力以及日常自理并未观察到变化。

使用虚拟训练作为一种安全可控的训练环境，霍夫曼等人创造了一种购物介入方式来提高阿尔茨海默症患的日常自理能力（11）。虚拟训练采用购物路线的数码照片，要求参与者来导航找到商店的位置，买到三件物品，并回答10个相关的单选题，比如“你必须穿过这条路去找到药剂师。你应该记住什么？”经过4周12各课程后，错误率（p<0.044）明显降低，训练后接下来的3周保持了这一效果。简易精神状态量表未观察到有影响。这项研究证明确实可以提高某些特定技能，但很难说在现实的购物体验中能得出这一结论。同样我们也不清楚三周之后这些影响将会保持多久。

游戏和虚拟现实世界不断演变，它们的应用也层出不穷。令人惊异的是，De Leo等人的一项案例研究充分利用智能手机的照相功能为阿尔茨海默症患者开发了一种叫做虚拟记忆的功能（12）。参与者被诊断患有第四阶段阿尔茨海默症，在脖子上携带已设好程序的智能手机4周。该手机能够在早上8点到晚上8点之间每隔5分钟拍摄照片，并于每天凌晨2点将照片自动上传到服务器。多余的和没有拍好的照片由研究者团队来删除，剩余的照片将被做成幻灯片，让参与者每周观看一次。在观看幻灯片之前以及观看之后立即进行一次最近事件记忆回忆测试和五点李克特量表满意度调查问卷测试。毫无意外，观看幻灯片后，记住的事件数量增加。尽管参与者并不认为幻灯片是辅助记忆的工具，他也承认知道幻灯片在记录减轻了他的焦虑感，尤其当他在社交场景中担心忘记自己见过了谁。通过幻灯片与家人分享体验也是一种乐趣。这种设备不会给参与者带来不便，但是确实存在一些技术上的问题，也要依靠视频剪辑者对幻灯片进行分类整理。

这项创新并不只是得到了一份案例研究报告，另一种创造虚拟记忆的方法目前也在试验中。另一个团队已经开发出了基于手机的视频流系统，给痴呆患者日常的提醒，帮助他们进行日常活动（13）。开发者希望通过亲人熟悉的面孔达到更高的依从性。该智能手机的另一个可能的应用是使用GPS组件来定位走失的阿尔茨海默症患者（11）。任天堂的应用程序以及Facebook和Skype这些虚拟在线社区对于社会的益处和认知影响也有待探索。

对于这项创新中，文献中记载了两个关于这些新技术的难关。第一个也是我们最熟悉的一个是依从性挑战。如果个体不能持之以恒，任何治疗都是没有效果的。布特等人将参与者对两种不同的任天堂游戏的喜好记性对比研究（8）。研究中，参与者（平均年龄74岁）随机选择动作游戏《马里奥赛车》或者智力游戏《挑战脑力2》和包括九宫格在内的几种游戏，进行60个小时。讽刺的是，参与者认为智力游戏更好玩，他们更能遵从游戏规则（平均有56个小时玩挑战大脑2,22个小时玩马里奥赛车）。他们认为《马里奥赛车》“不需要动脑筋”，“非常无聊”。但是矛盾地是，调查结果表明动作游戏对于执行能力和反应速度有最大的影响（8，9）。第二点值得关注的是与计算机人体工程学有关的不利影响。有报道认为台式计算机显示屏、操纵杆和键盘使用会带来副作用，包括眼疲劳和关节炎（8），而使用典型用于创造虚拟现实环境的头盔式视觉显示屏，会导致恶心、呕吐、晕眩、头痛、定向障碍和瞬态前庭以及精神运动障碍（14）。另一个我们熟悉的并发症是因硬件和软件故障灯技术限制而产生的沮丧感。尽管挑战重重，库尔德等人的一篇系统性综述称，参与者不需要成为技术行家就能享受这些介入方式给认知健康带来的好处（7）。

技术领域的不断进步，将会给保持认知健康、各种认知障碍修复带来新的工具和方法。个体的需求和喜好是开发有效的电子游戏和虚拟现实的关键，这种开发不仅需要刺激认知功能，还要保持并激起参与者的兴趣，更理想的情况是，为他们建立更强大更有帮助的社交网络。