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为探究视频游戏中视觉搜索技能的神经和认知关联,研究人员以《星际争霸 II》为对象,结合 EEG 和 MRI 技术开展研究。结果发现,低效搜索时较低的 N2pc 波幅、右内囊前肢(rALIC)和左外囊(lEC)较高的 FA 值与更好游戏表现相关,为相关研究提供新视角。
在电子游戏风靡的当下,人们对游戏与认知功能之间的关系愈发好奇。尤其是在快节奏的动作类游戏中,玩家需要迅速扫描视觉场景、识别目标并做出反应,这背后的神经机制究竟是怎样的呢?此前的研究虽然表明动作游戏,如第一人称射击游戏(FPS)、第三人称射击游戏(TPS)和实时战略游戏(RTS)等,可能会改善认知功能,特别是视觉处理能力,但其中仍存在诸多问题。一方面,不同研究结果存在差异,部分研究无法得到重复验证,这可能是由于研究方法的不同,比如选用的游戏类型以及训练方式不同等;另一方面,现有的研究大多聚焦于视频游戏玩家(VGPs)和非视频游戏玩家(NVGPs)在视觉注意的时间特征上的差异,对于其神经生理学关联的研究较少。因此,深入探究游戏中视觉搜索技能的神经机制显得尤为重要。
来自国外的研究人员针对这些问题展开了研究,他们以《星际争霸 II》这款实时战略游戏为研究对象。该游戏要求玩家在复杂的视觉场景中快速寻找资源、同时执行多种动作并记住多个对象,是研究视觉搜索能力的理想环境。研究人员通过结合脑电图(EEG)和磁共振成像(MRI)技术,对非经验丰富的《星际争霸 II》玩家进行了研究。EEG 能够捕捉任务执行过程中选择性注意的快速变化的功能方面(如通过 N2pc 波幅衡量),而通过扩散张量成像(DTI)测量的白质微结构则反映了神经通信的相对稳定的结构倾向 。研究人员让参与者进行了 30 小时的《星际争霸 II》训练,并在训练过程中收集遥测数据以评估游戏进展,同时从 EEG 数据中提取参与者的 N2pc 成分,并通过 MRI 扫描计算预选白质束的分数各向异性(FA)。
研究人员采用的主要关键技术方法为:运用 EEG 技术记录参与者在视觉搜索(VS)任务中的脑电活动,获取 N2pc 成分数据;利用 MRI 技术中的 DTI 方法测量白质微结构,计算 FA 值;让参与者进行 30 小时的《星际争霸 II》训练,收集游戏遥测数据评估游戏表现。
研究结果如下:
- N2pc 波幅与游戏表现的关系:在低效搜索时,较低的 N2pc 波幅与更好的游戏中视觉搜索相关表现相关。这表明在复杂的游戏环境中,更高效的神经处理有助于取得成功。例如在游戏中面对众多干扰因素时,能更快速准确地识别目标的玩家,其 N2pc 波幅在低效搜索时相对较低,意味着他们的神经处理过程更为高效。
- 白质微结构与游戏表现的关系:研究发现,右内囊前肢(rALIC)和左外囊(lEC)中较高的 FA 值与卓越的游戏中视觉搜索表现相关。这突出了大脑结构和功能在发展视觉搜索技能和游戏熟练度方面的相互作用。说明这些脑区的白质微结构特征,可能为视觉搜索技能提供了结构基础,影响着玩家在游戏中的表现。
研究结论和讨论部分指出,该研究探索了非经验丰富的视频游戏玩家中视觉搜索(VS)的神经关联及其与《星际争霸 II》游戏表现的关系。研究结果表明,动作视频游戏为研究复杂认知过程的神经机制提供了合适的环境。通过对 N2pc 成分和白质微结构的研究,揭示了神经过程在视觉搜索技能发展中的重要作用,有助于我们更深入地理解游戏与认知功能之间的关系,为后续研究游戏对大脑的影响以及如何利用游戏提升认知能力提供了新的视角和理论依据 。该研究成果发表在《Computers in Human Behavior》上,为该领域的研究做出了重要贡献。