Недавно мы в Beeline Cloud рассказывали в своем блоге о том, откуда берется «туман в голове» после бессонной ночи и как он влияет на качество кода. Однако ученые могут многое рассказать о связи физиологии нашего мозга 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 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» [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. Сперва нейросеть обучают на тысячах показаний ЭЭГ 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 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 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, 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: 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 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 (СВП) — электрофизиологические реакции мозга, которые в науке 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. 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, 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, 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, что кооперативные онлайн-игры могут вызывать межмозговую нейронную синхронизацию — 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 на управлении автомобилем, тогда как гамма-синхронизация указывала на процессы ментализации — попытки предугадывать действия партнера.

Beeline Cloud — 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

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

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

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