«Отдых здорового человека»: смотрим на свежие, во многом необычные исследования о пользе видеоигр для мозга

Недавно мы в Beeline Cloud ^[1] рассказывали в своем блоге о том, откуда берется ^[2] «туман в голове» после бессонной ночи и как он влияет на качество кода. Однако ученые могут многое рассказать о связи физиологии нашего мозга ^[3] не только с продуктивностью на работе, но и с тем, как мы отдыхаем. Сегодня посмотрим на несколько любопытных исследований, в которых испытуемые доблестно проводили часы за видеоиграми во имя науки и добились выдающихся результатов. Рассказываем, как поклонники кооперативных игр «синхронизируют» мышление ^[4] на расстоянии, а опытные игроки в «Старкрафт» — буквально «омолаживают» свой мозг.

«Старкрафт» замедляет старение мозга

Со временем мозг стареет, как и любой орган нашего тела — это естественный процесс. Но очевидно, что темпы подобных изменений индивидуальны и отличаются у разных людей. И сегодня ученые все чаще говорят о так называемой «разнице в возрасте мозга ^[5]» [в англоязычной литературе эту концепцию называют brain age gap]. Это — маркер, который отражает отличия между календарным возрастом человека («по паспорту») и биологическим возрастом его мозга. Если второй больше первого, это может свидетельствовать об ускоренном старении. Как правило, для оценки биологического возраста используют алгоритмы машинного обучения ^[6]. Сперва нейросеть обучают на тысячах показаний ЭЭГ ^[7] и МЭГ здоровых людей, чтобы понять, как выглядит «нормальный» мозг на разных этапах жизни. Затем ее используют, чтобы рассчитать «возраст мозга» для конкретного человека.

В прошлом году в журнале Nature Communications вышла статья ^[8] ученых одного из чилийских вузов. Они пришли к выводу, что творческие виды деятельности способны уменьшать «биологический возраст мозга» — то есть, делать его более молодым и здоровым. Что интересно: традиционно под творческой деятельностью понимают различные формы искусства, однако исследователи расширили определение и включили в него видеоигры, которые также содержат «элементы креативной деятельности». В частности, специалисты выбрали StarCraft II потому, что эта стратегия поощряет нестандартное мышление — игроку приходится постоянно адаптироваться, подстраиваться под ситуацию на карте, реагировать ^[9] на действия оппонента.

Испытуемых (62 человека) разделили на две группы. В первую вошли опытные геймеры в StarCraft II с рангом «золото» и выше, а также «казуальные» игроки, которые играли ради отдыха и удовольствия меньше восьми часов в неделю [навыки участников также оценивали — по показателю ^[10], отражающему количество полезных действий в минуту]. Специалисты собрали данные ЭЭГ и МЭГ участников и «скормили» их нейросети для оценки биологического возраста мозга. Анализ показал, что у более опытных игроков мозг действительно оказался моложе — причем биологический возраст был в среднем на 5–7 лет меньше календарного. Исследователи сделали вывод, что продолжительные занятия творческой деятельностью — включая видеоигры — могут замедлять старение мозга.

Во вторую группу вошли участники с минимальным игровым опытом ^[11]: они либо играли в видеоигры и стратегии в реальном времени менее пяти часов в неделю на протяжении полугода, либо вовсе не имели такого опыта. И эти добровольцы прошли 30-часовое обучение в StarCraft II. Исследователи хотели проверить, как новый игровой опыт скажется на мозге — и они зафиксировали некоторое его «омоложение», хотя эффект не был ярко выражен. В исследование также включили контрольную группу. Ее участники (с аналогичным игровым опытом) учились играть в коллекционную карточную игру Hearthstone, которая, по мнению авторов эксперимента, имеет меньшую творческую составляющую. В этой группе значимых изменений биологического возраста мозга не обнаружили. Авторы пишут, что такое сравнение позволило отделить влияние творческой составляющей от других факторов — например, общей когнитивной нагрузки или игровых механик.

Ритм-игра = состояние потока

Немецкие исследователи из Тюбингенского университета совместно с коллегами опубликовали научную статью ^[12] в журнале Frontiers in Human Neuroscience, посвященном изучению механизмов работы мозга. В ней они показали, что видеоигры — отличный способ войти в состояние потока, когда человек полностью вовлечен в процесс и теряет счет времени (с этим, действительно, не поспоришь). Для эксперимента исследователи отобрали 43 добровольца: 22 участника были заядлыми геймерами, а 21 — впервые взяли в руки геймпад. Первую группу привлекли, исходя из предположения, что им будет легче войти в состояние потока, тогда как новички выступали контрольной группой — чтобы проверить, влияет ли игровой опыт на способность погружаться в такое состояние.

В качестве тестовой среды выбрали Thumper — ритм-экшен, в котором игрок управляет космическим жуком, мчащимся по трассе с препятствиями. Чтобы определить, вошел ли участник в состояние потока, исследователи ориентировались на сердечный вызванный потенциал ^[13] (СВП) — электрофизиологические реакции мозга, которые в науке ^[14] используют для изучения связи между работой мозга и сердца. Ученые выдвинули гипотезу — снижение амплитуды СВП во время игры (по сравнению с состоянием покоя), может говорить о более глубоком погружении в процесс.

Каждый участник прошел три игровые сессии: первые две длились по часу, последняя — 25 минут. В каждой из них было отмечено снижение амплитуды СВП у участников. При этом исследователи обнаружили, что игровой опыт почти не влияет на скорость погружения в поток — в среднем участникам требовалось на это около 25 минут. Субъективные оценки игроков подтвердили наблюдения ученых. При этом около 87,5% добровольцев сообщили, что переставали замечать течение времени в игре. И чем глубже было состояние потока, тем больше очков набирали участники и тем реже они допускали ошибки ^[15]. По результатам исследования авторам удалось подтвердить предположение, что анализ СВП является эффективным инструментом для оценки состояния потока. По их мнению, этот подход может лечь в основу дальнейших исследований феномена — в том числе в других сферах деятельности.

При этом стоит отметить, что выбор Thumper для проведения эксперимента достаточно интересен. Ритм-игры из-за особенностей жанра требуют определенного уровня концентрации, поэтому хорошо подходят для подобных исследований. Однако геймдизайнер Джонатан Блоу — создатель пространственной головоломки The Witness говорит ^[16], что Thumper — исключение из правил, и особенности геймплея, наоборот, мешают игроку полностью погрузиться в процесс: «В принципе, Thumper — отличная игра, но если цель действительно ввести игрока в состояние потока с нужным настроением, то худшая идея — постоянно убивать пользователя и вынуждать перезапускать уровень».

«Растения против зомби» на страже спокойствия

В 2021 году ученые из Оксфорда опубликовали исследование ^[17], в котором установили взаимосвязь между временем, проведенным за видеоиграми, и психологическим благополучием. По словам авторов, это было первое профильное исследование, которое опиралось не только на «ощущения» респондентов, но и на официальную статистику о продолжительности игровых сессий. Сперва специалисты опросили игроков в Plants vs Zombies и Animal Crossing из США, Канады и Великобритании. Респондентам нужно было ответить на несколько вопросов, в том числе: как долго они играют, получают ли удовольствие от процесса, чувствуют ли себя компетентными в любимых играх, а также предоставить свой идентификатор в сервисах Electronic Arts и Nintendo, которые являются издателями соответствующих игр. Исследователи передали эти идентификаторы компаниям, которые собрали телеметрические данные участников — в частности, время начала и конца игровых сессий (а также их продолжительность) за последние две недели.

Собрав необходимые данные, исследователи проанализировали ответы участников и оценили их эмоциональное состояние по шкале позитивных и негативных переживаний (SPANE), а затем сопоставили с телеметрией от издателей. Они пришли к выводу, что при умеренном игровом времени — от 10 часов за две недели до 3,5 часов в день — видеоигры могут оказывать положительное влияние на психологическое состояние. При этом эффект не зависел от того, достигали ли игроки внутриигровых целей.

Кооперативные игры «синхронизируют» мозги

Ученые из Хельсинкского университета обнаружили ^[18], что кооперативные онлайн-игры могут вызывать межмозговую нейронную синхронизацию ^[19] — явление, при котором определенные участки мозга у разных людей начинают работать в унисон. Считалось, что такая связь может возникнуть только при прямой коммуникации, но исследователи доказали, что это возможно и на расстоянии. Для проверки гипотезы ученые пригласили 21 пару знакомых людей: испытуемые были либо друзьями, либо состояли в отношениях. На них надели датчики для электроэнцефалографии и развели по двум изолированным комнатам с компьютерами. 

Задание было простое: нужно было проехать как можно больше кругов в гоночном симуляторе. Однако управление автомобилем было разделено между партнерами: игрок в первой комнате отвечал за направление движения, а игрок во второй — за ускорение и торможение. Идея эксперимента была вдохновлена эпизодом передачи Топ Гир, где ведущие управляли двухэтажным автомобилем: водитель сверху крутил руль, а напарник снизу нажимал на педали. Однако, в отличие от телешоу, где участникам разрешалось общаться по рации, в эксперименте с симулятором игроки работали в полной изоляции — они могли лишь реагировать на действия партнера в игре. Анализ показал, что во время совместной игры у всех пар синхронизировалась активность в альфа-диапазоне и низкочастотном гамма-диапазоне в лобных, центральных, теменных и затылочных областях мозга. Синхронизация альфа-ритмов была связана с концентрацией внимания ^[20] на управлении автомобилем, тогда как гамма-синхронизация указывала на процессы ментализации ^[21] — попытки предугадывать действия партнера.

Beeline Cloud ^[1] — разрабатываем облачные решения, чтобы вы предоставляли клиентам лучшие сервисы.

Что еще почитать в нашем блоге на Хабре:

• «Мама, у меня железное хобби!» — польза DIY, а также доки, схемы и инструкции в подборке «хадверных» пет-проектов ^[22]

• Возможно ли возродить ретроигры и старые консоли на FPGA? Обзор нескольких open source-проектов по теме ^[23]

• Текстовые игры возвращаются? Новые сферы применения, а также некоторые руководства и ресурсы для разработки ^[24]

• Неэтичные чат-боты и дипфейки: какие еще проблемы кибербеза предсказали фантасты 40-70-х? ^[25]