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
如果說人類思維的侷限性有一條普遍規律，那就是我們不擅長多工處理。舊諺“團結則存，分裂則亡”同樣適用於注意力機制，就像適用於愛國事業一樣。當專注於單一任務時，大腦表現出色；當多個目標分散其注意力時，錯誤就變得不可避免。
但明顯的例外情況挑戰了這條普遍規律。兩週前，成千上萬的電腦遊戲愛好者湧入羅德島州普羅維登斯市中心的會議中心，觀看一些這些例外的行動。他們正在參加世界上最熱門的電腦遊戲之一星際爭霸2的錦標賽。在燈光昏暗的開放大廳中，大約五十臺電腦前，選手們的手指在鍵盤上飛舞，如同蜂鳥在空中盤旋。許多從韓國飛來參賽的選手，競相在各自的組別中晉級決賽。這場比賽絕非兒戲，獎金證明了這一點——50,000美元的獎金歸於冠軍，一位名叫Leenock的16歲韓國人。在普羅維登斯展示的敏捷性——體現在選手們的多工處理、不停的決策制定以及令人驚歎的手指速度——並沒有被認知科學家忽視。
幾十年來，另一種遊戲——國際象棋——一直佔據著“認知科學的果蠅”的崇高地位——科學家可以用來研究專家如何比我們其他人更優秀的模型生物。然而，星際爭霸2可能會成為獼猴：它增加的複雜性最初可能會讓研究人員感到困惑，但答案最終可能會更具啟發性。
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這款即時戰略遊戲要求玩家瘋狂地追求眾多同時進行的目標，其中任何一個都可能在眨眼間發生變化。玩家扮演上帝般的角色，控制一群生物，帶領他們發展經濟併為與鄰近社會的小規模衝突做準備。星際爭霸2在遊戲玩家中廣受歡迎——在2010年發行時是最暢銷的電腦遊戲——對於研究人員來說，其吸引力在於每場遊戲產生的資料。當兩名玩家對戰時，他們的電腦會記錄下遊戲中採取的行動。這些被稱為回放檔案的日誌反映了玩家在遊戲每個階段的想法。“我想不出星際爭霸中沒有涉及的認知過程，”西蒙弗雷澤大學的認知科學家馬克·布萊爾說。“這是工作記憶。這是決策制定。它涉及非常精確的運動技能。一切都很重要，一切都需要協同工作。”
這種智力嚴謹性和相應的資料軌跡，在全球成千上萬的玩家中成倍增加，使星際爭霸成為科學家們現在才開始利用的無與倫比的資源，用於研究注意力、多工處理和學習。（粗略估計，在撰寫本文時，暴雪娛樂公司（星際爭霸的創造者）的伺服器上正在進行大約 11,000 場遊戲。）最近關於電腦遊戲的實驗開始表明，玩家發展出的技能可能在其他環境中也很有用——這些技能可能使這些人能夠更好地應對某些型別的資訊過載。在布萊爾的監督下，數千名遊戲玩家正在為一項名為SkillCraft的專案做出貢獻，以瞭解專家與新手以及介於兩者之間的所有人的區別。從各方面來看，這項對星際爭霸玩家的研究是世界上最大規模的關於專業知識如何發展以及最終關於我們如何學習的實驗。
電子遊戲研究已經到了一個轉折點：心理學家不再僅僅詢問某些遊戲中的暴力是否會腐蝕年輕人的思想，或者遊戲是否具有危險的成癮性，從而腐蝕年輕人的思想。至少在某些情況下，遊戲玩家因其培養的特定學習形式而受到認可，其資料軌跡最終可能揭開人類大腦的一些主要奧秘。
為什麼選擇星際爭霸
要真正理解為什麼科學家轉向星際爭霸 2，您需要了解一些遊戲的基本知識。兩名玩家透過網際網路連線，爭奪對一塊領土的控制權，他們擁有該領土的鳥瞰圖。每位玩家都從三個種族之一的小型基地開始——人族（人類）、蟲族（類昆蟲生物）或神族（光合作用外星人）。要獲勝，一個種族的軍隊必須擊敗另一個種族，這是一個足夠簡單的目標。但是，遊戲中可能發生變化的變數數量是巨大的，需要不斷地對策略進行細微調整。與棋盤遊戲不同，星際爭霸玩家不輪流行動——他們只是盡其所能地行動，並希望他們的對手沒有那麼快。
該種族的第一個任務是開始提取礦物和虛構的瓦斯，這構成了星際爭霸經濟的基礎。每位玩家都必須平衡發展經濟生產與發展戰鬥機、防禦工事，最終建立更多基地。玩家還必須嘗試識別對手的經濟和軍事戰略，對手的基地最初是隱藏的。隨著礦物和瓦斯生產的增加，遊戲玩家獲得資金來發展更先進的技術、更大的經濟或更多的戰鬥機。星際爭霸2 的總體戰略挑戰是決定在發展經濟或軍隊上投入多少時間和金錢。
但這只是一個層次的遊戲。當你攻擊時，你不僅僅是派遣戰鬥機——你透過用滑鼠點選它們並讓它們移動來手動控制它們。熟練的玩家會監控戰鬥前線各個戰鬥機的生命值，並在它們失去力量時將其拉回後方，讓它們有時間恢復，而新鮮的部隊則首當其衝。在任何給定時間，您都可以在地圖上隨意移動幾十個具有不同能力的戰鬥機，眾多勞工忙於開採礦物和瓦斯，各種設施正在生產應立即部署的新工具和資源。由於有如此多的可移動部件，即使是頂級玩家也可能會陷入癱瘓。
將這些目標轉化為認知負荷，大腦的執行功能管理著遊戲的大部分需求。可能會使用幾種型別的記憶來跟蹤手頭的武器和地圖上多個物體的位置；注意力系統允許玩家計劃未來的行動，將注意力轉移到地圖周圍的不同活動，並評估敵人的策略。需要運動技能來快速點選地圖周圍以移動和實施行動。
簡而言之，這款遊戲是一項無情的多工處理和持續決策制定練習。獲勝者通常是能夠做出最多動作的人——精英玩家可以每秒執行大約 5 或 6 個動作，這轉化為一連串的按鍵和滑鼠操作（參見上面的影片）。
但是，您不必成為精英才能從心理學的角度來看具有吸引力。根據娛樂軟體協會的資料，72% 的美國家庭玩電腦或電子遊戲。隨著人們在各個年齡段都玩遊戲，科學家們越來越好奇，在視覺上引人入勝的軟體（就星際爭霸和類似遊戲而言，認知要求很高）如何與大腦互動。“從認知運動系統的角度來看，星際爭霸是您可以在網上做的最有趣的事情，”布萊爾說。
腦力訓練的麻煩
現在困擾心理學家的問題是，我們其他人是否可以從這些高度專業化的多工處理遊戲玩家那裡學到什麼。也許我們也可以每分鐘完成大約 300 件事——如此高的生產力！也許我們可以學會更快地掌握新技能或使用此類遊戲來延緩衰老。
經過適當的練習，人類似乎在他們處理的幾乎任何任務上都有所提高。讓我們雕刻一個匹諾曹形狀的蛋糕，只要有足夠的時間和動力，我們很可能會做到。但是多工處理能力往往會抗拒練習。也許星際爭霸以某種方式擁有可以將我們轉變為成功的多工處理者的靈丹妙藥。
部分問題在於，一旦發展起來，人類的技能通常會保持特定於原始任務。例如，國際象棋專家在短暫接觸後，對棋盤上棋子的位置的記憶明顯優於非專家。這正如您可能預料的那樣：多年的練習已經使您對兵、車和馬的排列方式以及它們所代表的戰略機會有了深入的瞭解。但是，當被要求記住隨機放置的棋子排列時，國際象棋玩家的表現並不比其他人好，這些配置不可能出現在遊戲中。在許多其他領域的實驗中，已經證明了類似的缺乏轉移。
然而，在過去的十年中，一些實驗開始表明，電子遊戲可能確實可以教授可轉移的技能。羅切斯特大學的認知科學家達芙妮·巴維利爾和她的同事們利用電子遊戲來研究人類擅長哪些型別的學習，並且在此過程中，他們發現了一些有希望的、即使是適度的腦力訓練例子。（當科學家尋找從一個領域轉移到另一個領域的最新獲得的能力時，他們會將這些能力歸結為如此基本的技能，以至於您可以原諒自己回應時只會挑一下眉毛。）
早期結果表明，遊戲玩家可能具有更快的視覺反應時間、更強的視覺運動協調能力以及更高的空間佈局視覺化能力。他們也可能更擅長在腦海中旋轉物體，並且可能更敏銳地區分移動物體的軌跡。玩家在同時關注多個物體時也可能更具優勢。
由於測試並未完全模擬參與者所玩遊戲的特性，研究人員樂觀地認為，更通用的技能得到了提升。“在星光點綴的‘太空’中追逐怪物，與確定統一灰色背景上的單個黑色‘T’的方向之間，幾乎沒有明顯的聯絡；在擁擠的城市中駕駛汽車，同時向敵方車輛射擊，與計算黑色背景上快速閃爍的白色方塊的數量之間，也沒有明顯的聯絡，” Bavelier 及其同事在 2008 年發表於《心理學與衰老》的文章中寫道，以支援遷移效應。
然而，文獻界並非一致認同。一些研究未能重複遊戲帶來的益處，正如最近的一篇評論文章指出的那樣，並且該領域的大多數實驗都在努力證明他們已經排除了安慰劑效應的所有有害影響。
這些研究絕大多數集中在第一人稱射擊遊戲上，這種遊戲可能只與即時戰略遊戲有一些共同的特點。儘管如此，《星際爭霸2》社群的一些小提示也表明，玩家可能正在發展一些通用的專業知識。目前大多數頂級玩家最初都參與了最初的《星際爭霸》（一個明顯相關但仍然不同的遊戲）或《魔獸爭霸》（即時戰略主題的另一種變體）。當然，選擇偏差可能會使情況變得模糊：被這些型別遊戲吸引的精英玩家可能已經具有比一般人更強的多工處理能力。即便如此，長期玩家在新遊戲中具有顯著優勢的事實表明，他們已經磨練出某種《星際爭霸》式的技能。
在今年發表的一篇論文中，認知科學家Joshua Lewis和加州大學聖地亞哥分校的同事分析了玩家在 2000 場遊戲中採取的行動，以瞭解哪些能力可以作為成功的標誌。與之前在玩家玩遊戲前後測試參與者以觀察他們的行為是否發生變化的研究不同，Lewis 及其同事採用的方法使他們能夠尋找玩家正在做和感知方面的具體差異。
他們追蹤了幾項指標，包括玩家每分鐘採取的行動次數以及地圖上行動發生位置之間的距離。不出所料，他們發現移動次數最多的玩家往往會獲勝。更有意思的是第二個計算結果。在地圖上更廣泛地分配行動（作者認為這反映了玩家分配注意力的能力）也與獲勝高度相關。
現在的問題是人們是否可以學習更有效地分配注意力。專業的《星際爭霸》玩家隸屬於團隊，有教練和訓練計劃，他們將大部分時間用於發展自己的能力。“如果有一些方法可以培養多工處理技能，我們或許能夠找到一種訓練人們更好地分配注意力的方法，” Lewis 說。“也許這些團隊已經隱式地瞭解了這一點。”
一種新的模式生物？
在傳統的專業知識實驗中，研究人員會將大約十名排名靠前的專業人士納入研究，並將其與類似數量的初學者進行比較。使用《星際爭霸2》，科學家可以挖掘從菜鳥到冠軍各個階段的玩家的回放檔案。
西蒙弗雷澤大學的科學家 Blair 負責 SkillCraft 專案，他要求所有能力水平的遊戲玩家提交他們的回放檔案。他和他的同事收集了 4500 多個檔案，其中至少 3500 個可以實際使用。“我們所獲得的是以前沒有人能夠獲得的專業知識的衛星檢視，”他說。“我們有數百名基本水平的玩家，然後是數百名水平略好一些的玩家，以此類推，分為 8 個不同的玩家類別。”透過比較低水平玩家和能力鏈上其他遊戲玩家的技術和屬性，他們可以開始辨別技能是如何發展的，並且或許從長遠來看，可以確定最有效的訓練方案。
Blair 和 Lewis 都看到了遊戲與應急管理系統之間的相似之處。在高壓危機情況下，負責協調響應的人員可能會發現自己面臨著相互競爭的需求。警報可能會提醒他們，城鎮的一個地方發生火災，幾條街外爆發騷亂，以及其他地方的飲用水受到汙染。在同樣緊急的活動中保持冷靜和分配注意力的心智任務可能與《星際爭霸2》的核心挑戰非常相似。“對於緊急情況，你不能每天訓練八個小時。你一生中會遇到兩次緊急情況，但你最好表現出色，因為這關乎生命，” Blair 說。“在《星際爭霸》之類的遊戲中訓練可能真的很有用。”
的確如此。但他們知道我們真正想要什麼。更有用的是，偶然發現隱藏在回放檔案中的多工處理秘密，然後將它們提煉成對我們其他人有用的提示。