问题

「大脑海马体中灰质增加」意味着什么?玩电脑游戏使大脑灰质变多/变少的研究结果可信吗?

回答
“大脑海马体中灰质增加”这个说法,我们可以从几个方面来理解。

首先,我们得知道什么是“灰质”。在咱们的脑子里,大脑的外面那层褶褶皱皱的部分,也就是大脑皮层,还有一些深层的结构,它们主要由神经元的细胞体、树突、神经胶质细胞以及毛细血管组成。这些地方在显微镜下看起来是灰灰的,所以我们就叫它“灰质”。相对的,大脑内部那些由神经纤维组成的,看起来白白的部分,就叫做“白质”。灰质主要负责处理信息,比如思考、记忆、学习、情绪等等,可以说是大脑的“处理中心”。

那么,“海马体”又是哪个部位呢?海马体是大脑深处一个非常重要的结构,它在我们形成新记忆、学习新知识、以及空间导航方面扮演着至关重要的角色。你可以把它想象成大脑中的一个“记忆仓库管理员”和“地理信息系统”。

所以,当说“大脑海马体中灰质增加”时,简单来说,就是负责记忆和学习的海马体这个区域,它的神经元细胞体、神经胶质细胞等构成的“处理中心”变得更“厚实”了,或者说密度变大了。这通常被认为是一个积极的信号,可能意味着这个区域的神经活动更活跃,或者神经元之间的连接更强了。

那么,玩电脑游戏是否会导致大脑灰质变多或变少,以及这些研究结果是否可信呢?

这是一个非常有趣且复杂的问题,也是科学界一直在探索的领域。总的来说,许多研究表明,某些类型的游戏,尤其是那些需要策略、反应速度、空间导航和多任务处理的游戏,确实可以影响大脑结构和功能,包括海马体灰质的改变。但要说这些结果“绝对可信”并一概而论,还需要更谨慎。

我们来详细分析一下:

为什么玩游戏可能影响海马体灰质?

1. 学习与记忆的强化: 很多游戏要求玩家学习复杂的规则、记忆地图信息、识别模式、规划策略。这些过程本身就是在不断地调用和锻炼大脑的学习和记忆能力,特别是海马体。当某个大脑区域被频繁使用,它就可能发生“用进废退”式的变化。例如,玩家需要记住敌人的位置、道具的分布、如何解决谜题,这些都在强化海马体的记忆编码和检索功能。

2. 空间导航的挑战: 很多动作游戏、角色扮演游戏或模拟游戏需要玩家在虚拟世界中进行复杂的空间导航。玩家需要记住复杂的三维地图,规划路线,以及在不断变化的环境中定位自己。这些训练对于海马体,尤其是其负责空间记忆的部分,是一个极大的锻炼。研究发现,在需要大量空间导航的职业(如出租车司机)身上,海马体的确会比常人更发达一些,这为游戏是否也能产生类似效果提供了理论基础。

3. 反应速度和注意力训练: 许多游戏要求玩家快速做出反应、集中注意力并同时处理多个信息源(多任务处理)。这会锻炼到大脑的其他区域,但间接也会影响与注意力分配和信息整合相关的神经回路,这些回路也与海马体有关联。

研究结果的可信度:

支持游戏对海马体灰质有积极影响的研究: 一些神经影像学研究,使用磁共振成像(MRI)技术,发现经常玩某些电子游戏的玩家(尤其是策略类、动作类、冒险类游戏)比不玩游戏的人,在海马体区域显示出更高的灰质体积或密度。这些研究通常会排除其他可能影响大脑结构的因素,例如年龄、教育程度等。研究者认为,这种改变是一种“可塑性”的体现,即大脑能够根据经验和学习而改变其结构。
可能存在的误区和需要注意的地方:
“什么游戏”是关键: 并不是所有的游戏都有相同的效果。休闲的、重复性强的、或者仅仅是依赖运气成分的游戏,可能对海马体灰质的影响微乎其微,甚至可能因为长时间的久坐和缺乏其他活动而产生负面影响。那些需要策略、记忆、空间推理和决策的游戏,更有可能产生积极的结构性改变。
“玩多久”和“怎么玩”: 研究中的游戏时间、游戏频率以及玩家的投入程度都会影响结果。适度的、有挑战性的游戏可能带来益处,但过度沉迷、影响正常生活和睡眠,则可能产生负面影响,例如睡眠不足可能反而会损害记忆。
因果关系 vs. 相关关系: 一些研究发现的是“相关性”,也就是玩游戏的群体和海马体灰质增加之间存在联系。但严格来说,这并不能直接证明是“游戏导致了灰质增加”。也有可能是本身海马体就比较发达、学习能力更强的人,更容易被某些需要策略和思考的游戏所吸引,并从中获得更多乐趣。为了解决这个问题,一些研究会采用纵向研究,即在一个人开始玩某个游戏之前就对其大脑进行扫描,然后观察一段时间后灰质是否发生变化。这种设计可以更明确地建立因果关系。
个体差异: 大脑的可塑性在不同个体之间存在差异。年龄、基因、先前的学习经历、生活方式等都会影响一个人对游戏刺激的反应。
研究方法的局限性: MRI技术能够测量灰质体积,但并不能直接衡量神经元的活性或突触的数量等更精细的生物学变化。灰质的增加可能代表着神经元数量的增加(虽然成年后神经元增加非常罕见),更可能是神经元体积的增大、树突的增长、或胶质细胞(如星形胶质细胞)的增殖,它们都能增强神经回路的功能。

总而言之,目前的研究倾向于认为,适当且有针对性的电子游戏(尤其是策略、冒险和需要空间导航的游戏)确实可以通过锻炼大脑的学习、记忆和空间导航能力,导致海马体灰质的增加。这可以被视为一种大脑可塑性的积极表现。

但是,要将这个结论视为普遍真理,我们还需保持审慎。 并非所有游戏都有益处,玩游戏的时间和方式也很关键,而且研究结果也需要结合个体差异和更深入的生物学机制来理解。就像学习一样,有些内容能让我们更聪明,有些则不然。游戏也是如此。

所以,如果你听到有人说“玩电脑游戏让大脑灰质变多了”,这可能是一个有科学依据的说法,但前提是玩的是对大脑有益的游戏,并且玩的方式是健康的。反过来说,如果有人因为玩游戏导致学习下降、睡眠紊乱,那游戏对大脑的整体影响很可能就不是积极的了。

网友意见

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感谢 @芝士喵@刘柯 的提问。

这是一个相当好的问题,其中包含了三个部分:1. 研究真实生活事件的论文怎么解读?2. 媒体对于科研进展的解读是否完全正确,是否和研究者本来意思相吻合?3. 神经科学的研究该怎么看?

我先总结下对于题主本来题目的回答。结果的确如此,但是解读要谨慎。尤其是关于“玩特定游戏更健脑,另一些游戏伤脑”时候,要慎之又慎;我个人认为是要批判的读。

题目里涉及的研究,都是由 Greg West教授参与进行的。看似相互矛盾,其实是源自于实验的设计过程,尤其是 ‘游戏’ 的选择。

首先得看看海马体,海马对于空间定位有关系。比如伦敦出租车司机就有更大的海马(为了在那么复杂的空间内开车)。但是同时也会和记忆,应对压力有关。还和阿尔茨海默(老年痴呆症)有千丝万缕关系。因此,对于海马的研究总能吸引注意力。但是一定注意,它的大小并不等于患病风险;解读得要谨慎。

FPS游戏,就是第一人称射击游戏。比如我们熟悉的反恐精英(CS),穿越火线(CF)等等。稍稍扩充下,第三人称越肩游戏也算,比如GTA V,生化危机4等等。其实这两类游戏都在互相融合,比如前段时间很火的合金装备5幻痛里面,在动作部分一般是越肩膀,但是射击时候为了精确瞄准你是可以调整为第一人称的。

West教授曾在2015年与《皇家科学院进展》(Proceedings of the Royal Society B)发表论文认为射击游戏会影响海马体的灰质(West et al., 2015)。首先我们说大脑会提到白质和灰质。白质一般是髓鞘体,和神经元连接性有关系;而灰质一般是神经元的细胞体本身。这个实验没有直接的成像,而是有几个逻辑的跳跃。1,第一人称射击游戏可能会更加激活纹状体;2,如果倾向于通过记忆走法,而非位置,更需要纹状体,更不需要海马;3,纹状体的大小和海马有负相关(不是因果!);4,他们发现了多玩射击游戏的人,有一些生理指标更加支持他们的纹状体更大。看完这个我就感觉有一个问题没有控制好,游戏本身给人的压力。第一人称射击游戏还是有不少暴力成分,而且压力很大(你不杀就是被杀)。会给人更多的奖励,但是压力本身损害海马体(如Gianaros et al., 2008)。同时,本身爱玩这类游戏的人,可能本身生活压力大,也会塑造了海马体。因此,提到海马体是很好的,值得注意。但是贸然的下结论不大好。

其实射击游戏对于人其他功能有好处,并不是完全的坏。比如 @Ruyuan Zhang 在《美国国家科学院进展》(PNAS)这样顶级期刊的论文就指出,多玩射击游戏可以帮助人提高知觉学习能力(Beijjanki et al., 2014)。

不过也有研究指出相反的论据,玩有些空间定位的游戏对海马体 ‘无害且有益’。根据Greg West最新的论文(既第一个链接中提到的; West et al., 2017),他把看似矛盾的结果圆起来了:两者都对,但是得要看游戏本身。这篇文章好歹是在Nature的子刊molecular psychiatry,可以信任结果,但是要小心解读。

他的确发现超级马里奥(尤其是3d的马里奥,我个人举例比如Wii上的马里奥银河,Switch的马里奥奥德赛,3DS上的马里奥大陆3D等)这类三维平台跳跃类游戏可以让人更倾向与用空间定位方式判断方位。通过训练,可以增大海马区灰质。毕竟这类游戏,需要依赖空间定位,而不只是记忆走法。需要利用到海马区。

而射击游戏,以及普通的角色扮演游戏都会虚弱海马区。这些游戏并不需要严格的空间定位,而是只要记忆就好。比如射击游戏部分,只玩单人战役。这类单人战役就本就是找掩体,躲下,射击,然后根据指示找下一个掩体;并不太设计空间感觉,但是随着道路走就好。而且紧张的射击过程会难免给人不少压力,很可能对海马有影响。这就符合了我的观点,一些游戏内容给人以压力,同时也不依赖空间定位而是记忆一定的通路。所以压力本身削弱海马。而记忆会增强纹状体(反过来压制海马)。因此海马体有缩小。


所以,研究的结果在此。玩平台跳跃的确有好处,相类似的,如果你要去多研究地图没准也有类似的好处(比如出租车司机)。但是海马的萎缩和增加并不等于患病风险的加大。就像作者所言,这需要那些领域的专家来进一步研究。个人认为,这一类研究主要有两个最大贡献:1.系统研究日常生活中的事情,并提供丰富和合理的解释(海马大小为止,仅涉及海马和空间关系);2. 提供新的研究方向,引导学术的合作和共同前进(这个海马大小改变和疾病有关么?)。

所以说,结果可信,但是解读(理论部分)要小心求证。而媒体并不如作者那么了解,放大一些,夸张一些难免,所以更不能轻信。


参考文献

Bejjanki, V. R., Zhang, R., Li, R., Pouget, A., Green, C. S., Lu, Z. L., & Bavelier, D. (2014). Action video game play facilitates the development of better perceptual templates. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(47), 16961-16966.

Gianaros, P. J., Jennings, J. R., Sheu, L. K., Greer, P. J., Kuller, L. H., & Matthews, K. A. (2007). Prospective reports of chronic life stress predict decreased grey matter volume in the hippocampus. Neuroimage, 35(2), 795-803.

West, G. L., Drisdelle, B. L., Konishi, K., Jackson, J., Jolicoeur, P., & Bohbot, V. D. (2015, June). Habitual action video game playing is associated with caudate nucleus-dependent navigational strategies. In Proc. R. Soc. B (Vol. 282, No. 1808, p. 20142952). The Royal Society.

West, G. L., Konishi, K., Diarra, M., Benady-Chorney, J., Drisdelle, B. L., Dahmani, L., ... & Bohbot, V. D. (2017). Impact of video games on plasticity of the hippocampus. Molecular psychiatry.

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