本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
這篇博文是慶祝《大眾科學·心靈》雜誌創刊10週年而推出的技術與大腦系列客座文章的第三篇。該雜誌的特別11月/12月刊也同樣突出了程式碼與思想之間的介面，描繪了一個更數字化的未來。
影片遊戲日益成為一種常見的消遣方式，特別是對於兒童、青少年和年輕人而言。隨著所有年齡段的人們花費越來越多的時間玩遊戲，科學家和評論員都在思考這種常見的活動是否對大腦發育或認知功能產生重要影響，無論是積極的還是消極的。在部落格網站上，關於這個有爭議的話題的激烈辯論比比皆是，陣營高度兩極分化。一些人認為，影片遊戲可能會降低注意力，並助長反社會行為甚至暴力。另一些人則認為，影片遊戲實際上可以改善大腦和認知功能。有一點是肯定的：影片遊戲將繼續存在，它們的引入代表著一場無意的社會實驗，其廣泛的影響，無論是好是壞，都堪比無線電或電視的引入。
影片遊戲的一個較少被討論的方面是它們測試或篩查認知缺陷的潛力。其理念是，如果在一個影片遊戲中取得好成績需要特定的認知技能，那麼在這個遊戲中得分特別差的個體可能在該技能方面存在缺陷。對於那些以“大腦訓練”遊戲為營銷重點的影片遊戲來說，情況可能尤其如此。無論這類遊戲是否真的能改善大腦功能，是否有可能利用這些遊戲來測試注意力、工作記憶、視覺空間記憶、處理速度和反應抑制？這些領域可能會在各種醫療狀況中受到損害，例如痴呆症、抑鬱症、注意力缺陷多動障礙 (ADHD)、肝病和腎病。更重要的是，與這些疾病相關的早期、細微或隱匿性認知缺陷可能會多年未被診斷和治療。
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我的同事和我特別關注肝硬化患者中發生的認知障礙，即肝性腦病。當肝臟發展為肝硬化時，它無法清除血液中的某些毒素和代謝副產物；因此，這些化學物質會積累並損害大腦功能。肝性腦病可能從細微的注意力和注意力異常（有時稱為輕微肝性腦病）到嚴重的損害甚至昏迷不等。不幸的是，輕微肝性腦病無法在沒有複雜、耗時、紙筆心理測量測試的情況下進行診斷，而這些測試需要由訓練有素的心理學家進行管理。由於這個問題，這種情況常常未被診斷和治療。因此，它繼續對患者的生活質量產生負面影響，包括他們的工作能力，以及重要的是，安全駕駛的能力。
我們想知道 Lumosity 開發的計算機大腦訓練遊戲是否可以識別肝硬化患者中細微、未確診的認知障礙。我們選擇這些遊戲是因為它們具有某些特性，使其非常適合作為輕微肝性腦病的潛在測試。首先，它們恰好是預先存在的、非計算機化的、經過驗證的心理測量任務的計算機化改編，這些任務測試已知在輕微肝性腦病中很重要的認知領域。其次，它們簡短且不言自明：每個測試大約需要 45 秒，因此試執行和兩次測試執行可以在不到三分鐘內完成。第三，它們相對便宜且在計算機、平板電腦和智慧手機上廣泛可用。第四，也許更重要的是，這些測試是自適應的，這意味著當患者正確回答專案時，它們會變得更難或更快，而當患者回答錯誤時，它們會變得更容易和更慢。與非自適應測試相比，計算機自適應測試需要更少的時間——或者，在相同的時間內，可以產生更準確的分數。
我們研究了 Lumosity 在 iPad 上管理的五款類似腦筋急轉彎的遊戲，每款遊戲都挑戰不同的認知領域。我們發現，名為 Color Match 和 Memory Matrix 的兩款遊戲可以識別出肝硬化患者和適當對照組之間具有統計學意義的缺陷。《顏色匹配》是 Stroop 任務的計算機化版本，其中螢幕上會出現兩種顏色的名稱，玩家必須閱讀上面的單詞，並決定它是否與下面單詞的實際顏色匹配。它是選擇性注意、認知靈活性和反應抑制的測試。《記憶矩陣》是 Corsi 積木敲擊任務的計算機化改編，它向玩家展示一個瓷磚網格，使網格消失，然後要求他們重新建立它。它是視覺空間工作記憶的測試。這兩款大腦訓練遊戲有可能用於識別患有輕微肝性腦病的肝硬化患者。
雖然在《顏色匹配》和《記憶矩陣》可以用於臨床實踐之前，肯定需要進行更大規模的驗證和標準化研究，但我們的研究可以作為重要的原理驗證，並突出了大腦訓練遊戲作為導致認知障礙的醫療狀況的篩查測試的潛力。這些遊戲必須經過精心挑選或專門開發，以測試感興趣的認知領域。它們還必須是自適應的、簡短的、廉價的，並且在現有作業系統上廣泛可用。
如果大腦訓練遊戲被用作臨床篩查測試，它們將必須透過對每個新臨床測試要求的相同嚴格評估，包括獨立驗證、年齡和其他因素的標準化，以及確定特定臨床狀況的適當診斷閾值。即使普通人可以在他們的家用計算機或 iPad 上使用這些測試，結果仍然需要由臨床專家來解釋，並且存在誤解的風險。最後，遊戲識別出的特定認知缺陷不太可能特定於某種臨床狀況。例如，注意力缺陷可能是由 ADHD、腦病、睡眠剝奪甚至某些藥物引起的。因此，在個人病史的背景下對測試結果進行批判性解釋至關重要。
儘管存在這些保留意見，但大腦訓練遊戲作為快速、廉價且可能準確的認知缺陷篩查測試，具有重要的前景，這些缺陷可能多年未被診斷和治療。它們也可能產生關於表徵肝硬化或抑鬱症等臨床狀況的認知缺陷模式的新見解。影片遊戲可能不會改善你的大腦，但它們肯定可以測試它。
圖片來源：《美國胃腸病學雜誌》2014；109:316-323；doi:10.1038/ajg.2013.306；https://www.nature.com/ajg/journal/v109/n3/full/ajg2013306a.html
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