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打電動的大腦不會變老

要活就要動,不只身體,腦筋也要常「活動」,打電動 對於認知功能的影響是近來熱門話題,甚至有延緩大腦老化一說, 到底認知神經科學家怎麼看這些電玩遊戲的效益?

撰文/李如蕙、張智宏

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打電動的大腦不會變老

要活就要動,不只身體,腦筋也要常「活動」,打電動 對於認知功能的影響是近來熱門話題,甚至有延緩大腦老化一說, 到底認知神經科學家怎麼看這些電玩遊戲的效益?

撰文/李如蕙、張智宏


高齡化社會來臨讓我們越來越重視老化的問題,如何有效進行老年人的認知訓練以延緩老化的認知衰退,是全球都關注的議題。


現今市面上充斥各式各樣的行動載具應用軟體及線上遊戲,宣稱可增進腦力開發、甚至預防失智症。然而,哪些電玩遊戲或訓練可增進哪些認知功能,不是廣告說了算,必須有嚴謹的科學研究證據支持,所謂的效果可能也會因遊戲或訓練材料的內容、獎酬設計等特性而有差異,必須仔細解讀與檢視。


什麼樣的遊戲設計好玩又有效?


葛詹利指出,電玩遊戲內容由易漸難、具教育性的回饋以及沉浸式的遊戲情境,都有助於突破當下認知功能的限制。此外,遊戲式訓練成效的關鍵,在於遊戲能否影響認知處理機制,而許多認知功能都與工作記憶有關,因此工作記憶的訓練效果普遍受到關注及檢驗。除了遊戲本身的內容特性會對訓練效果產生影響之外,研究人員發現,比起密集式訓練排程,分散式訓練有較佳的學習成效。


然而遊戲式訓練著重的不只是有效,還要有趣。要把訓練項目融入有趣的遊戲中並不容易,好比把苦口良藥用誘人的糖衣包裹,看來香甜誘人,但嚐起來還是苦的!有些遊戲過於著重認知訓練的效益,於是設計出來的遊戲往往就不好玩,反之,有些好玩的遊戲讓受訓練者耗費太多認知負荷(cognitive load)在不必要的作業上,或容易受到與學習不相關的因素干擾而分心,使訓練成效大打折扣。


獎酬(reward)是常見促進遊戲趣味的元素,許多研究已證實獎酬會促進腦內傳遞快樂及興奮情緒的神經傳遞物多巴胺分泌,有助建構新的行為習慣。遊戲訓練後提升了對遊戲獎酬的敏感度,並且伴隨在大腦腹側紋狀體(ventral striatum)有較大的活化程度。不僅如此,遊戲通常引發短期的正腎上腺素分泌,提升神經系統活化程度,進而提升注意力和記憶編碼的作業表現。但是,這樣的訓練效果有個體差異,例如不同年齡或精神疾病患者,訓練效果也有所不同。


此外,遊戲的獎酬設計方式也會影響訓練效果,例如即時呈現遊戲得分看似能夠提升動機,有時反而增加認知負荷,不利學習。因此,遵循已經驗證的訓練準則來設計遊戲,較為可靠。


綜合來說,理想的遊戲式學習設計,應該具備順應受訓練者特性的互動機制,依照個體差異即時調整獎酬類型、獎酬反應性及神經活化程度。


要真正做到適性化(adaptive)設計,必須隨時監測訓練過程中受訓練者的行為反應以及神經訊號回饋,並進行腦頻譜分析,再反饋輸入遊戲機制中,透過遊戲軟體中的機器學習和深度學習演算法,即時呈現最能促成受訓練者「正向增強」(positive reinforcement)的訓練模組。


上述方法需要基礎認知神經科學研究去釐清與遊戲訓練相關的注意力、工作記憶和認知控制對應的腦區及神經網路,甚至直接在這些特定腦區或神經網路施以電刺激調節其運作;例如利用跨顱直流電刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)的正極電流短暫刺激前額葉,能有效改善衝動控制行為。


目前,結合神經回饋系統和跨顱電刺激並反覆進行的做法正方興未艾。許多研究顯示,這樣的訓練方式可維持大腦神經活化並促進訓練效能,不過仍有待更多嚴謹的實驗進一步驗證。


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