海马对健康的认知至关重要。来自加拿大蒙特利尔大学的West等人在Molecular Psychiatry杂志上发表了相关研究，采用横向研究比较了经常性动作电子游戏玩家和从不玩电子游戏者的大脑结构，结果发现，动作电子游戏玩家的海马灰质有所减少。接下来重新招募从不玩电子游戏者，进行随机纵向训练。结果发现，在使用非空间记忆策略的群体中，动作电子游戏（第一人称射击游戏）的训练减少了海马体的灰质。相反地，使用依赖海马的空间策略的群体，在训练之后，海马的灰质增加了。使用3D平台游戏（超级马里奥）进行训练的被试群体，海马或者与其功能上连接的内嗅皮层的灰质也有所增加。这些结果表明，电子游戏对海马系统的影响可能有益也可能有害，取决于个人使用的导航策略和游戏的类型。

 

关键词：电子游戏  海马  灰质体积  VBM

  

在日常生活中，玩电子游戏的现象越来越普遍，而大量研究表明，电子游戏对认知过程存在影响。玩动作电子游戏会增加涉及视觉注意、视觉短时记忆、执行功能和程序学习能力等认知任务的表现。电子游戏还会影响海马的灰质大小。海马这一结构对健康认知很重要。海马参与情景记忆，对学习周围环境地标间关系的导航过程中涉及的空间学习策略很关键。而不依赖海马的反应学习策略，包括从给定的起始点记忆一系列的行为，则由尾状核调节。值得注意的是，和空间学习者相比较，反应学习者的海马灰质较少。

海马和尾状核记忆系统对个体的最优功能都有贡献。海马主要参与空间导航，情景记忆和压力调节相关的许多功能；而包括尾状核的纹状体是大脑奖赏通路的一部分，参与习惯养成和程序性记忆（例如，骑自行车）。以往研究在人类和大鼠中发现尾状核和海马是相反的关系，一个结构的灰质增加，另一个结构的灰质减少。在导航过程中，纹状体尾状核的功能活动和海马的活动呈负相关。基于这一证据，参与促进尾状核的行为，对习惯养成和提高特定的认知技巧如内隐学习很是重要，但对这一系统的过度依赖会导致对海马记忆系统的利用不足，最终引起海马的萎缩。

海马和尾状核记忆系统的平衡利用是最理想状态，而压力，奖赏和程式化行为会促进依赖尾状核的反应策略，却以牺牲依赖海马的策略的使用为代价，从而引起不平衡。由于海马的重要作用，更好地理解人们的行为对这一神经系统的影响越来越重要。

 

研究目的和假设：

研究1通过比较经常玩动作电子游戏者（action VGP）和从不玩电子游戏者（nonVGPs）在海马灰质上的差异，以检验以往研究发现：习惯性动作电子游戏（即第一和第三人称射击游戏）玩家更多使用反应策略，海马体的灰质较少。

研究2和研究3，通过纵向训练，建立动作电子游戏经验和海马的灰质减少之间的因果关系。研究假设为，动作电子游戏训练会导致海马灰质减少。空间学习、反应学习和环境因素相互作用，对海马及其相关的行为产生不同的影响，因此，在分析纵向训练数据时，训练之前的学习策略（空间学习vs.反应学习）也作为一个因素，纳入考虑。

 

被试筛选和实验任务：

根据被试过去12个月玩电子游戏的习惯进行分组，action VGP每周玩电子游戏至少6个小时；而non VGP，至少在过去6个月里，很少或者没有玩过电子游戏，而且在他们的生活中，从来没有经常玩电子游戏的经验。（哪里找来的被试？？）

研究1中，有33名（29名男性）健康被试参与，其中action VGP包括17名（2名女性）被试，过去6个月里，每周平均玩电子游戏的时间是19.14（+-5.95）小时；而nonVGP（16人）每周玩电子游戏的时间是0小时。采集了两组被试的结构性磁共振影像，并让他们完成4/8虚拟迷宫（4/8VM）,一种可以区分导航过程中空间学习策略和反应学习策略的虚拟现实任务。

 

研究2和3的实验参与者都符合研究1中nonVGPs的筛选标准。

研究2中，43名（14名男性）被试被半随机地分配到了两个训练组，平衡4/8虚拟迷宫的导航策略。其中一组被试（the _actionTraining group, 动作训练组）训练了90个小时的动作电子游戏（例如使命召唤，战地，杀戮地带等），另一组被试（the _MarioTraining group,马里奥训练组）训练了90个小时的3D平台电子游戏（超级马里奥）。每天训练2到4小时，每周3次，每周最多12个小时。研究3重新招募了21名（8名男性）被试，被试训练动作-角色扮演游戏。

 

数据分析：

三个研究都采用了基于体素的形态学分析（Voxle-based morphometry）。预处理完成之后，基于先前的数据定义了兴趣区（ROI），包括海马（hippocampus），杏仁核（amygdala）和内嗅皮层（entorhinal cortex）。显著性指标为，兴趣区内峰体素P < 0.001，非校正。也报告了通过了小体积校正的效应。在这些情况中，结果的P值解释了海马的体素数目。

 

研究1，在经常动作电子游戏玩家和从不玩动作电子游戏的群体中，比较海马灰质体积的差异。

 

研究2，在动作电子游戏训练组和马里奥训练组中，比较训练之前和训练之后大脑影像的差异。在每个训练组之内使用配对样本t检验，检查灰质的变化。

 

研究2和3中，基于他们在4/8VM的学习策略，每个训练组的被试又进一步被分为空间学习者和反应学习者。在每个训练组中的空间学习者和反应学习者内部，对训练之前和训练之后的影像进行了配对样本t检验。

 

研究结果：

图1. 动作电子游戏玩家和从不玩电子游戏者的横向研究。 

其中：（a）和从不玩电子游戏者相比较，动作电子游戏玩家更多的是反应学习者，采用反应策略解决4/8虚拟迷宫。

         （b）动作电子游戏玩家和从不玩电子游戏者的磁共振影像对比。以海马为兴趣区。和从不玩电子游戏者相比，动作电子游戏玩家的左侧海马灰质减少(x = − 30，y = −13，z = − 25；t = − 3.83，p < 0.0005，非校正)，海马对侧也观察到了较低的灰质体积，不过效应在阈限以下(x = 30，y = − 13，z = − 25；t = − 2.5，p > 0.005，非校正)。

 

图2.研究2：动作电子游戏训练（action Training）引起的磁共振影像变化。

   图2结果为实验室控制的90个小时的动作电子游戏训练对结构磁共振影像的影响，同一个被试训练之后的结构脑影像和训练之前的结构脑影像进行对比。

 （a）从不玩电子游戏者中的反应学习者，在完成动作电子游戏训练之后，右侧海马的灰质减少(x = 25，y = − 19.95，z = − 23.09；t = − 5.51；p < 0.001)。

   (b) 空间学习者在完成动作电子游戏训练之后，左侧海马的灰质增加(x = − 25， y = −3.77，z = − 30.03；t = 7.88；p < 0.001).

图3.研究2：马里奥训练引起的磁共振影像变化。 

    图3结果为90个小时的实验室3D平台电子游戏训练（马里奥训练）对结构脑磁共振影像的影响。在同一个被试，比较训练之后的结构脑影像和训练之前的结构脑影像。

  （a）从不玩电子游戏者中的反应学习者，在完成马里奥训练之后，右侧海马的灰质增加(x= 24，y = − 36，z = − 5；t = 3.51；p < 0.005).

    (b) 空间学习者在完成马里奥训练之后，右侧内嗅皮层的灰质增加(x = 24, y = 3，z =− 41；t = 3.54；p < 0.005).

图4. 研究3：在实验室中，进行90个小时动作角色扮演电子游戏训练（aRPGTraining）对结构脑磁共振影像的影响。

    图4中，在同一个被试，比较训练之后的结构脑影像和训练之前的结构脑影像。

  （a）整组从不玩电子游戏者被试在完成动作电子游戏训练之后，左侧和右侧海马内的灰质，总体上双侧半球都有所减少(左侧：x = − 29, y = − 15, z= − 24, t = − 3.52,p < 0.001；右侧：x = 21, y = − 31, z = − 8, t = − 3.66,p < 0.001，非校正)。

  （b）反应学习者在动作电子游戏训练之后，双侧海马的灰质都有所减少(左侧：x = −23, y = − 9, z= − 27, t = − 3.88,p < 0.001非校正；右侧：x = 21, y = − 41, z = 0.78, t = − 5.98, p< 0.0001非校正)。

    (c) 空间学习者在动作电子游戏训练之后，双侧海马的灰质都有所增加 (左侧：x= −34，y = − 10，z = − 23，t = 4.47，p < 0.001；右侧：x = 35, y = − 27, z = − 9,t = 3.5, p < 0.001非校正)。由于有先验假设，所有的p值都没有校正。

 

一句话总结：本研究通过横向研究和纵向训练研究考察了动作电子游戏经验和海马灰质的关系，电子游戏可以增加海马的灰质，也可以减少海马的灰质，这取决于个人使用的导航策略和游戏的类型。采用依赖海马的空间反应策略进行游戏，才能增加海马灰质，促进健康的认知。

 

参考文献：West, G. L., Konishi, K., Diarra, M., Benady-Chorney, J.,Drisdelle, B. L., Dahmani, L., ... & Bohbot, V. D. (2018). Impact of video gameson plasticity of the hippocampus. Molecular psychiatry, 23(7),1566.

 

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