综述:严肃游戏在训练注意力和执行功能方面的有效性:一项系统评价

《Frontiers in Child and Adolescent Psychiatry》:The effectiveness of serious games for training of attention and executive functions: a systematic review

【字体: 时间:2026年05月11日 来源:Frontiers in Child and Adolescent Psychiatry

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  **摘要** **引言**:证据表明,严肃游戏(SG)可以有效提升特定的神经心理技能。本系统综述探讨了严肃游戏在儿童注意力及执行功能(EFs)训练中的有效性,以及从数字训练到现实世界学术和行为成果的“远 transfer”程度。 **方法**:本研究遵循PRISMA(2

  **摘要**
**引言**:证据表明,严肃游戏(SG)可以有效提升特定的神经心理技能。本系统综述探讨了严肃游戏在儿童注意力及执行功能(EFs)训练中的有效性,以及从数字训练到现实世界学术和行为成果的“远 transfer”程度。

**方法**:本研究遵循PRISMA(2020)指南,在Scopus、PubMed、EBSCO和Web of Science数据库中进行了系统综述。仅纳入了针对学龄群体的研究,这些研究对注意力及EFs进行了训练前后的评估,并设有对照组。

**结果**:筛选过程共确定了九项相关研究。严肃游戏能够改善正常发育儿童以及患有ADHD、智力障碍、行为障碍、自闭症和抑制控制困难的儿童的注意力及EFs,如工作记忆、认知灵活性和抑制能力。严肃游戏在“近 transfer”方面表现出良好的效果。

**讨论**:尽管在许多情况下即时效益显而易见,但技能向未受训练领域的迁移(远 transfer)及其长期效果仍有限,需要进一步研究。动机和参与度的测量通常是基于定性推断而非直接测量。研究结果与神经发育缺陷的类型进行了讨论。

**亮点**
• 适用于正常发育儿童和非正常发育儿童的有效严肃游戏。
• 严肃游戏在增强注意力和执行功能方面的潜力。

**1 引言**
在当代数字世界中,儿童接触技术的年龄越来越小。这是一个将技术应用转向康复目的的宝贵机会,使数字设备成为认知提升的工具。传统观点将学习视为严格的义务,而将游戏视为单纯的娱乐。实际上,游戏是一种自然的学习形式,有效的学习环境往往反映了游戏的互动特性(1)。从这个意义上说,数字游戏的挑战性可以定义为“高层次的乐趣”(2),游戏中的努力具有教育/康复作用。

有多种类型的数字游戏,它们针对特定的临床需求设计了不同的治疗格式,例如:
1) 结合体育活动和运动的运动游戏,以促进运动和认知健康(67);
2) 专门设计用于保持或增强认知功能(如记忆、学习和注意力)的认知训练软件(68);
3) 将基于证据的心理学协议(如暴露疗法)改编为引人入胜的数字形式的计算机化认知行为疗法(CBT)游戏(69);
4) 提供高保真度环境的沉浸式技术(如虚拟现实VR和增强现实AR),用于执行控制的评估和训练(70, 71)。这些工具随着技术进步不断进化(72),从基本的数字界面发展到复杂的3D模拟(73)。

严肃游戏(SG)是为教育和/或治疗目的设计的数字游戏,如训练、康复和技能提升(74, 75)。依据游戏化原理,严肃游戏将趣味性和学习相结合,通过参与度和动机促进技能的获得(3, 4):玩家被吸引并受到激励去实现特定目标,而不仅仅是为了娱乐(5–7),从而增加训练时间并提高学习质量(8)。一些神经影像学研究表明,流畅感可能由前额叶-顶叶注意力网络与奖赏相关区域(如纹状体和壳核)的共同激活支持(76, 77)。理论上,这种神经化学环境(常与多巴胺活动增加相关)有利于突触可塑性,可能强化认知恢复所需的学习过程(76)。

尽管关于心理努力的神经生理数据尚不一致,但研究表明,游戏的积极价值可以让高度集中注意力感觉不那么艰辛,可能减轻主观疲劳感(76)。这种参与度不仅是次要收益,还是一个核心临床变量:通过增加训练时间和提高学习质量(8),严肃游戏旨在克服传统重复性认知练习中常见的高辍学率。为了保持用户的高兴趣水平,这些工具经常包含竞争元素、目标导向的进展、合作任务和即时反馈等核心游戏机制。有效严肃游戏的关键特征包括明确的规则、精确的目标、动态性、正面强化、故事情节和持续反馈,以有效激励玩家实现目标(9)。在认知训练的背景下,这些机制作为“近 transfer”(在与训练相似的任务中取得进步)和理想情况下的“远 transfer”(将收益泛化到日常生活和学业表现)的载体。这种迁移的有效性取决于训练的“剂量”,包括强度、频率和持续时间以及任务适应性,后者防止用户达到表现平台期(78)。

在本研究中,我们回顾了关于严肃游戏在注意力及执行功能(EF)训练中有效性的研究。为了进行这项系统综述,我们根据其主要设计目的和临床效用来定义严肃游戏,而不仅仅是其技术形式。尽管严肃游戏是数字游戏的一个专门子集,但它们的核心特点是目标导向性:其设计不是为了娱乐,而是为了实现明确的教育或治疗目标(3)。在严肃游戏中,游戏机制(如规则、目标和反馈)明确服务于康复目标(3)。相反,我们排除了主要出于娱乐目的开发的商业视频游戏,即使它们可能具有次要的认知益处。我们的重点是将游戏机制系统地引导到教育或康复结果上的工具。最近的研究证明了严肃游戏在改善认知能力、学业表现(8)和情绪技能(10, 79)方面的有效性,适用于儿科参与者(9, 11)和成人(12)的临床和康复环境。严肃游戏是针对发育异常个体(如自闭症谱系障碍ASD或智力障碍13, 14)、特定学习障碍[SLD(9]和注意力缺陷多动障碍[ADHD(15)]的有效康复工具,能够提高注意力、EFs和社会沟通技能(16),同时通常还能增加治疗依从性、治疗遵守度和参与度(17)。

Alopoudi等人的工作(18)为该领域做出了重要贡献,他们推出了“Game4CoSkills”协议。这一倡议超越了针对单一缺陷的传统干预措施,提出了一种集成系统,同时提升八项认知技能,包括逻辑、多任务处理和视觉灵巧性。该研究针对经常被忽视的成人群体,如智力障碍者、唐氏综合症患者和自闭症患者。该协议采用混合方法,包括基于临床需求的软件开发:为期六个月的实验阶段和对照组,以及来自护理人员和治疗师的定性评估。主要目标是创建针对智力障碍群体的移动严肃游戏,并通过神经心理测试验证其内容。尽管长期疗效和跨国标准化仍面临挑战,但这种方法表明移动工具可以缓解认知困难,并促进社会包容。

在ADHD儿童中,最近的系统综述强调了严肃游戏在提升注意力能力方面的潜力(80)。这些数字体验利用结构化规则、反馈循环和互动设计来促进高度参与并减少任务相关无聊感(81)。特别是,针对认知灵活性和抑制控制的干预可以减少他们的冲动行为并抑制不当的运动反应(82)。然而,进一步研究对于确定这些改善的长期稳定性至关重要(80)。关于ASD的平行研究表明,不同的训练方式可能对日常生活产生独特影响。计算机化工具在增强ASD患者的工作记忆容量(WM)和执行注意力方面显示出有效性(83)。这些研究表明,严肃游戏可以在不同健康状况和年龄组中提升多种EF成分,促进注意力和抑制控制能力的提高以及工作记忆和认知灵活性的改善(73)。

严肃游戏在EFs和注意力康复方面的临床效用尤为重要。EFs是一种自上而下的心理过程,使个体能够监控和调节自己的思想和行为,从而实现目标导向的行为。在人类发展领域,EFs被视为一个多维结构,主要由三个核心组成部分构成:反应抑制、工作记忆和认知灵活性(19)。EFs使个体能够预测、计划、设定目标、实施目标导向的项目、监控并在必要时调整行为以适应新情况(20)。这些技能与身体和心理健康以及幸福感密切相关,是成功在生活和职业中表现的重要预测因素(21–26)。注意力是一个多组分系统,由三个功能上和神经上不同的网络组成:警觉网络、定向网络和执行控制网络(27)。选择性地处理刺激的能力(选择性注意力)在长时间内(持续注意力)是更复杂认知过程的必要前提(28, 29)。实际上,选择性注意力在记忆和学习中起着重要作用(30)。具体而言,生命第一年出现的基于抑制的注意力选择机制对认知发展至关重要(31)。在这种情况下,注意力和EFs紧密相连:注意力作为过滤器选择相关信息,而EFs管理和操纵这些信息以实现复杂目标。

严肃游戏已被证明有助于提升工作记忆和注意力(9, 32)。严肃游戏适用于注意力训练,因为它们要求玩家不断监控动态环境、忽略干扰因素并快速响应相关刺激。高频率的互动和积极参与要求改进了参与警觉和定向注意力系统的神经网络。然而,尽管有这些有希望的发现,许多研究缺乏随机对照试验(RCT)的严谨性,使得治疗效果的文献结论尚不明确。此外,当前文献由于样本大小、参与者人口统计特征和所使用游戏的具体机制的显著异质性而显得零散。因此,尚难以确定临床改善是由训练本身还是数字形式的激励作用导致的。因此,本系统综述的主要目的是评估严肃游戏在正常发育和非正常发育儿童中恢复注意力和EFs的有效性。具体而言,本研究旨在:
- 确定哪些认知领域(如工作记忆、抑制)通过严肃游戏训练表现出显著改善;
- 分析严肃游戏在提升动机和参与度方面的有效性;
- 评估“远 transfer”程度,即参与者将通过数字训练获得的技能应用于截然不同情境(如学术和行为成果)的能力。

**2 材料与方法**
**2.1 文献搜索**
本研究遵循PRISMA指南(33)和PRISMA检查表(33)进行。具体包括研究问题、搜索策略、纳入和排除标准以及偏倚风险(33, 34)。该研究未预先注册。本研究由意大利大学和研究部资助,部门和作者均无利益冲突。

我们找到了相关研究,这些研究探讨了严肃游戏在提高正常发育和非正常发育儿童及青少年的一个或多个执行功能和注意力功能方面的有效性。

**2.2 搜索策略和筛选过程**
在Web of Science、PubMed、EBSCOhost和Scopus数据库中进行了搜索。对于EBSCOhost,选择了特定的子数据库以确保临床和心理相关性:APA PsycArticles、APA PsycInfo、eBook Academic Collection(EBSCohost)和Psychology and Behavioral Sciences Collection。在Scopus中,使用TITLE-ABS-KEY语法同时搜索标题、摘要和关键词。在PubMed中,使用[Title/Abstract]标签进行搜索。在Web of Science中,使用Topic(TS)字段标签进行搜索,该标签涵盖标题、摘要和作者关键词。精炼后的记录包括:计算机科学、教育研究、工程、医疗保健服务、医学信息学、心理学、康复、神经科学神经学和行为科学。搜索策略应用于“Title”、“Abstract”和“Keywords”(或Web of Science的Topic)字段。在搜索字符串中,根据Cochrane系统评价干预手册(35)使用了严肃游戏的三个同义词,以确保全面覆盖相关文献。使用的搜索字符串为:
(“serious game*” OR “edugame*” OR “digital game*”) AND (“executive function*” OR “dysexecutive*” OR attention* OR plan* OR inhibition* OR “working memory” OR “cognitive* processes” OR “cognitive flexibility” OR “self-control*” OR metacognit*)。在确定了这些研究中的相关文章后,我们使用了反向引用搜索方法(被选文章中引用的作品)以及事后研究(引用我们所考虑文章的研究)。此外,我们还手动筛选了关于该主题的主要系统评价和荟萃分析的参考文献库。

2.3 资格标准
资格标准如下:
1) 研究发表于2014年1月1日至2024年5月15日期间;
2) 研究以英语或意大利语撰写;
3) 研究涉及人类参与者;
4) 研究提供了SGs干预措施。

纳入和排除标准是根据PICOS框架(人群、干预措施、比较对象、结果和研究设计)构建的。

2.3.1 纳入标准
如果满足以下标准,研究将被纳入当前审查:
人群:从小学一年级到高中最后一年的在校儿童和青少年(包括典型发育和非典型发育)。
干预措施:使用专门为训练/康复目的设计的SGs。
比较对象:至少存在一个对照组(主动或被动/未接受训练)。
结果:通过干预前后的测量,评估至少一个执行功能(Inhibition、工作记忆、认知灵活性)或注意力网络(选择性、持续性或执行性注意力)的核心技能。
研究设计:包括随机对照试验(RCTs)和非随机对照研究,只要它们包含至少一个对照组(主动或被动)并进行了前后评估。

2.3.2 排除标准
符合以下任何标准的研究将被排除:
人群:年龄不在学龄范围内的参与者(例如,学龄前儿童或成人)。
干预措施:使用非SGs的技术工具(例如,未经调整用于训练的商业视频游戏、机器人、没有SG机制的增强现实、运动游戏)。
比较对象:缺乏对照组(即,接受不同治疗或未接受治疗的组)。
结果:缺乏干预前后的结果评估。
研究设计:单例研究、综述、荟萃分析、评论、社论、论文章节或理论/定性研究。仅包含摘要或会议海报的文章将被排除,而经过完整同行评审的会议文章将被纳入。
额外的排除标准:重复的研究;SGs未被用作干预工具,而是用于其他目的(例如,作为评估工具);全文无法获取;语言非英语或意大利语。

2.3.3 研究选择和数据提取
筛选过程使用数字工具Rayyan(36)进行。研究选择过程包括三个阶段:消除重复项、筛选标题和摘要、阅读全文。最初从四个科学数据库(Pubmed、Scopus、EBSCO和Web of Science)中获得了6,011篇文章;去除重复项(2,286篇)后,所有识别的记录(N=3,725篇)根据标题和摘要由三位作者(VT、FB和CR)独立筛选潜在相关性。在这次初步筛选之后,可能符合条件的文章的全文被下载以进行全面审查。这个初步筛选阶段由三位审稿人(VT、FB和CR)独立完成,他们隐藏了自己的决定以确保评估的公正性。在此阶段,审稿人之间的任何分歧通过讨论和第四位资深审稿人(CVM)的共识得到解决。

筛选过程中共有3,495篇文章被排除,其中1,704篇文章因类型原因被拒绝(例如,系统评价、叙述性研究、综述、概述、荟萃分析、系统映射研究、书籍章节、书籍、定性研究、案例报告、评论、论文和会议)。剩余的1,791篇被排除是因为研究不涉及具体的兴趣领域。这些论文关注的主题包括癌症、营养、教育、动物模型、能源、社会和自然紧急情况以及神经退行性疾病。此外,如果研究使用运动游戏或针对注意力与执行功能的康复、情绪控制、动机或社交技能的康复,也会被排除。

在初步筛选之后,可能符合条件的文章的全文被下载以进行最终审查。数据提取由两位审稿人(VT和FB)独立完成,使用标准化的数字提取表以确保系统性和最小化错误。审稿人之间的一致性非常高(99.73%的观察结果;Cohen's K=0.53)。在此阶段,审稿人之间的任何分歧通过讨论和第四位资深审稿人(CVM)的共识得到解决。

对于每项纳入的研究,提取了以下变量:
(i) 参与者特征(年龄、人群类型、诊断和样本大小);
(ii) 对照组的存在和类型(主动 vs. 被动);
(iii) 干预参数(SG类型、持续时间、频率和总剂量);
(iv) 结果测量(认知测试、临床量表);
(v) 主要发现。
如果数据缺失或有差异,会联系原始研究的作者,或通过作者之间的内部协商解决。

因此,有230篇文章的全文被下载以进行进一步筛选;其中一项研究因全文无法获取而被特别排除。在审查这些全文后,有220篇文章因各种原因被排除。许多研究关注机器人技术或增强现实的使用,而其他研究的主要目标是创建工具或验证评估量表。在这最终的筛选过程中,有9项研究满足纳入系统评价的标准。筛选过程的结果显示在图1中。

图1 文献搜索和筛选过程的PRISMA流程图。

2.3.4 偏倚风险
使用修订后的Cochrane偏倚风险工具[RoB 2 (37); Higgins等人, (85)]来评估研究的质量和偏倚风险。RoB 2包括可能影响结果的五个领域:随机化过程(D1)、偏离预期干预措施(D2)、缺失的结果数据(D3)、结果测量(D4)以及报告结果的选择(D5)(85)。

两位作者(VT和VS)独立使用RoB 2工具评估研究的方法学质量,得出一致性百分比P(a) = 96%和Cohen's K为0.90,即几乎完全一致(38)。尽管存在强烈的一致性,但在与最后一位作者(CVM)讨论后,任何差异都得到了客观解决。

本文中包括的每项研究的结果总结在图2中。总体而言,九项研究中的大多数显示出低偏倚风险。具体来说,研究1、4、5、6、7和9被评为整体风险较低,反映了在大多数评估领域中的稳健方法学质量。

图2 偏倚风险评估。
研究2和3被认为在整体风险方面“存在一些问题”。这主要是由于使用了替代分配方式而非真正的随机化,以及儿童对SGs的特定兴趣(D1),以及治疗期间家长的监督以及研究本身限制部分中明确承认的潜在偏倚(D3)。研究8是唯一被评为整体风险较高的研究。多种限制的累积效应导致了这一评级:抽样方法和分组基于便利性而非随机化协议,有29名受试者被排除在最终分析之外(D3),以及由于教师在干预期间的积极存在和监督可能导致的偏倚(D4)。

3 结果
3.1 纳入研究的特征
纳入的9篇文章均发表于2014年至2024年期间,其中大多数文章发表于2018-2021年(7项研究)。研究在5个不同的国家进行(表1),其中3项是多中心研究。从地理分布来看,4项研究在欧洲(44.44%),2项在亚洲(22.22%),2项在南美洲(22.22%),1项在北美洲(11.11%)。参与者来自各种环境:在三项研究(研究1、2和9)中,招募是在多个位于郊区地区的临床中心或学校进行的。在其他研究中,参与者直接来自学校(研究3、5、7和8)或临床中心(研究4和6)。

表1
ID 研究 年份 出版类型 国家 语言 设计类型 配对方式
1 Dovis, Oord, Wiers, Prins 2015 期刊文章 荷兰(多中心研究) 荷兰语 随机化最小化
2 Gallardo Vergara and Gallardo 2023 期刊文章 加泰罗尼亚(西班牙) 西班牙语 替代分配
3 Ramos and Garcia 2019 期刊文章 巴西 准实验 不适用
4 Ojani, Kashani-Vahid and Moradi 2020 会议论文 德黑兰(伊朗) 伊朗语 随机化
5 Pashapoor, Kashani-Vahid and Hakimirad 2018 会议论文 鲁德萨尔(伊朗) 伊朗语 随机化
6 García-Redondo, Garcia, Areces, Nú?ez and Rodríguez 2019 期刊文章 西班牙北部 西班牙语 随机化
7 Boendermaker, Gladwin, Peeters, Prins and Wiers 2018 期刊文章 荷兰 集群随机化
8 Ramos and Melo 2019 期刊文章 巴西 准实验 便利抽样
9 Macoun, Schneider, Bedir, Sheehan and Sung 2021 期刊文章 加拿大 英语 随机化

在出版标准方面,所有纳入的论文都是经过同行评审的,除了研究4和研究5,它们是经过同行评审的会议论文。从方法学上看,如表1所示,大多数研究是随机对照试验(RCTs)或使用了控制组的随机分配(研究1、2、4、5、6、7和9)。具体来说,研究1和7被归类为RCTs;研究1采用了随机化最小化方法,而研究7使用了类似集群的方法进行随机分配。虽然研究4和5被定义为准实验,但它们为实验组和对照组提供了随机分配。研究2使用了交替分配参与者的方法。研究9是一个等待名单对照组研究,具有随机分配。

相比之下,研究3和8是准实验:在这两项研究中,分配基于便利性,特别是使用的技术的可访问性和可用性。此外,研究2、8和9被鉴定为试点研究。所有九项研究的人群都基于便利抽样;具体来说,七项研究涉及临床人群(例如,ASD、ADHD、SLD),而其余两项研究在校园内进行了基于集群的招募。值得注意的是,所有研究都采用了前测后测设计,并包含对照组以评估干预的影响。

3.2 样本特征和人口统计信息
表2总结了所检查样本的一些人口统计和临床信息。总体而言,共有386名儿童参与了选定的研究,36.27%的参与者是女性(140名),63.73%(246名)是男性。学校年级范围从一年级到高中。参与者的平均年龄为10.18岁(标准差=1.35,范围:6-16岁)。

表2
ID 人群 每组样本数 性别 年龄 平均值 标准差 年级或年龄范围 前测(N) 后测(N) CGE CGE
1 ADHD(混合型) 89 EG1 29(完整组);EG2 30(部分组);CG 30(安慰剂组) 18 F - 7 10.47 1.48 12岁 28 5
2 ADHD 30 EG 15;CG 15 F - 24 9.40 0.68 15 15 15
3 抑制控制困难 8 EG 4;CG 4 F - 6 9.0 1.42 4-6年级 44 4
4 外化性疾病 20 EG 10;CG 10 F - 20 9.7 N/A 3-4年级 10 10 10
5 智力障碍 20 EG 10;CG 10 F - 13 10.9 N/A 4-5年级 10 10 10
6 ADHD;SLD 44 EG 24;CG 20 F - 27 11.8 2.7 从1年级到2年级 20 24
7 典型发育儿童 84 EG 30(完整组);CG 1 30(标准组);CG2 24(安慰剂组) 50 F - 34 13.7 2
8 典型发育儿童 71 EG 30;CG 4 13 F - 34 7.4 2-3年级 30 41
9 ASD 20 EG 11;CG 9 F - 17 2.0 6-12岁 9 11

3.3 CG和SG训练的特征
在大多数研究(研究3、4、5、6、8和9)中,对照组(CG)没有接受任何特定治疗,保持其正常的日常生活。相比之下,研究1实施了一个安慰剂条件,其中参与者使用了一个缺乏认知训练的游戏版本(所有任务都以非适应性模式呈现,没有停止信号或规则切换)。在研究2中,对照组通过传统的纸笔方法执行与实验组相同的活动,以评估数字工具相对于传统方法的有效性。最后,研究7将SGs干预与标准协议(没有SG元素)和安慰剂训练版本(没有SG元素和适应性难度调整)进行了比较,以评估游戏化的附加价值。Maghzineh游戏在两项单独的临床研究中用于针对持续性和选择性注意力。特别是,12款Maghzineh游戏用于行为障碍儿童(研究4),7款游戏用于智力障碍儿童(研究5)。“大脑学校”(Escola do Cérebro)项目是另外两项研究的重点,尽管实施了不同版本的该平台,这反映了软件的演变过程。2018年的干预措施(研究8)包含了一套五款游戏,专注于初步的认知训练方案。随后,2019年的干预措施(研究3)使用了扩展版本,包含七款游戏,旨在提升非典型发展群体(研究3)和典型发展群体(研究8)的抑制控制能力、执行功能(EFs)和注意力。其他在研究中使用的SGs包括:Braingames Brian(基于Orjales项目的SG)、Boogies Academy/Cuibrain、City Builder和Caribbean Quest。

3.4 SGs训练的执行程序
每项研究中使用的SGs训练程序在表3中分别报告。SGs的训练平均持续5.94周(标准差SD=3.41;范围2-14周),每周平均进行4次训练(标准差SD=1.506;范围2-6次),每次训练时间为30.00分钟(标准差SD=15.58;范围10-50分钟)。

表3
| ID | SG名称 | 平台 | 干预地点 | 监督者 | 期限(周) | 训练时长(小时) | 训练次数(每周) | 每次训练时间(分钟) |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 1 | Braingame Brian (BGB) | 电脑 | 家庭 | 教练(每周电话) | 5 | 14-20 | 255 | 35-50 |
| 2 | Serious Game (Orjale’ program) | 电脑 | 实验室/学校/诊所 | 治疗师 | 4/5 | 4-7 | 230-45 |
| 3 | Brain School | 平板电脑 | 家庭 | 父母 | 5 | 3.75 | 15 |
| 4 | Maghzineh | 平板电脑/智能手机 | 家庭 | 研究人员/母亲 | 5 | N/A | 25 |
| 5 | Maghzineh | 网站/应用程序 | 学校 | 研究人员 | 4 | 10-15 | 20 |
| 6 | Boogies Academy/Cuibrain | 平板电脑/智能手机 | 诊所中心 | 研究人员 | 4 | 5.07 | 28 |
| 7 | City Builder | 电脑 | 学校 | 研究人员 | 2 | 5 | 30 |
| 8 | Escola do Cérebro | 平板电脑 | 学校 | 研究人员/教师 | 6 | 7.5 | 36 |
| 9 | Caribbean Quest | 笔记本电脑 | 学校 | 研究人员 | 8 | 12 | 24 |

3.5 参与度
分析表明,游戏化是提高参与度和治疗依从性的主要驱动力。然而,评估这些参数的方法在不同研究中存在显著差异,从直接的定量指标到间接的临床推断不等。研究1在衡量参与度方面取得了最显著的实证成功,报告称使用SG的参与者中,有97%表现出高度的积极性和参与度,程序完成失败率仅为3%。这一证据与研究9的结果类似,后者通过定性评估(如与参与者的家长和教师的退出访谈,参与率分别为70%和90%)确认孩子们喜欢这种干预方式。相比之下,研究2、3、4、5、6和8没有通过定量量表正式评估参与度,但作者通过孩子们持续参与训练以及SG形式的吸引力来推断参与度。例如,研究2通过观察显著进步以及这些进步的稳定性以及低辍学率(3%)来推断参与度,表明数字形式比传统方法更有效地保持了孩子们的注意力。在研究3中,孩子们对SG的兴趣是纳入样本的选择标准,也是监测活动参与度的参数之一。研究4采用了技术工具进行远程表现监控以确保治疗依从性。研究5中,智力障碍儿童成功完成了20次训练,这一群体通常缺乏好奇心和积极性,因此他们的积极参与被视为参与的明确指标。同样,研究6通过记录每次训练的出席频率来评估参与度。研究8允许孩子们在干预的最后一周根据自己的兴趣选择特定游戏,利用这种自主性作为参与度的代理指标。然而,研究7出现了一个特别值得注意的相反趋势:在游戏化版本中,孩子们的乐趣和动机有所下降。在这个特定方案中,孩子们被允许进行额外的游戏环节以获得额外奖励,但从第二节课开始,在所有条件(安慰剂组、标准组和游戏化组)中,参与者选择的自愿练习数量逐渐减少。

3.6 结果测量和认知康复目标
常见的结果测量包括标准化的神经心理学测试和行为问卷调查,尽管各研究中的评估内容存在显著差异。关于干预前后的评估,七项研究(研究2、3、4、5、6、8、9)评估了选择性和持续性注意力。进一步的评估包括认知灵活性(研究3、5和9)、抑制控制(研究2、3、4和5)、工作记忆(WM,研究3和9)以及推理能力(研究3)。值得注意的是,研究1进行了全面的选择性注意力、抑制控制、干扰控制、认知灵活性、言语和视觉空间工作记忆、短期记忆及推理能力的评估,而研究7则专门关注工作记忆的表现。

必须区分评估工具和SGs旨在恢复的具体认知功能。值得注意的是,虽然所有被研究的SGs都旨在增强执行功能(EFs),但很少有SGs能够同时强化所有EFs。在七项研究中(研究2、3、4、5、6、8和9),选择性和持续性注意力是主要训练目标。在这些干预措施中,还包含了额外的康复模块,比如抑制控制(研究2、3、4、5和9)、干扰控制(研究4)、认知灵活性(研究3、5和9)、工作记忆(研究2、3、4、5、6、8和9)以及计划能力(研究2和8)。研究1实施了多领域训练,涵盖工作记忆、抑制控制和认知灵活性以及短期记忆,而研究7则专注于工作记忆的康复。这种训练目标的多样性反映了SGs设计的多样性,从专门的单一领域工具到复杂的多领域康复平台都有。表4提供了总结。

表4
| ID | 由SGs训练的认知技能 | 评估的技能(干预前后) | EG增益 = CG增益 | EG增益 > CG增益 | 随访 |
| ---- | -------------- | -------------------| ------------- | --------------- | ------- |
| 1 | 抑制;认知灵活性;视觉空间和言语工作记忆及短期记忆 | 选择性注意力;抑制;干扰控制;认知灵活性;言语和视觉空间工作记忆;言语和视觉空间短期记忆;非言语推理;认知灵活性;言语工作记忆和短期记忆;非言语推理 | + | 3个月 |
| 2 | 选择性和持续性注意力;抑制;工作记忆;计划能力 | 选择性注意力和持续性注意力;抑制 | | |
| 3 | 选择性注意力和持续性注意力;抑制;认知灵活性;视觉空间和言语工作记忆 | + | |
| 4 | 选择性注意力和持续性注意力;抑制;认知灵活性;视觉空间和言语工作记忆 | + | |
| 5 | 选择性注意力和持续性注意力;抑制;干扰控制 | - | |
| 6 | 选择性注意力和持续性注意力;抑制;认知灵活性;视觉空间和言语工作记忆;非言语推理 | - | |
| 7 | 选择性注意力和持续性注意力;抑制;认知灵活性;视觉空间和言语工作记忆及短期记忆 | + | |
| 8 | 选择性注意力和持续性注意力;抑制;干扰控制 | - | |
| 9 | 选择性注意力和持续性注意力;抑制;认知灵活性;视觉空间和言语工作记忆 | + | |

3.7 SGs的质量标准
SGs的定性特征根据Caserman等人的标准(39)由两位独立评委(VT和AS)进行评估。他们的评分报告显示了100%的一致性。表5和表6记录了所研究项目中使用的SGs的“严肃”和“游戏化”特征。

表5
| 质量方面 | 描述 .xhtml|
| -------------- | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1 | |
| 2 | |
| 3 | |
| 4 | |
| 5 | |
| 6 | |
| 7 | |
| 8 | |
| 9 | |

表6
| 质量方面 | 描述 .xhtml|
| -------------- | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1 | |
| 2 | |
| 3 | |
| 4 | |
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| 9 | |关于这些方面的信息不足,导致无法全面评估游戏体验的质量,进而也无法了解其对执行功能(EF)训练所需的参与度和积极性的潜在影响。表6关注的是在社交游戏(SGs)中平衡“严肃”和“游戏”成分的定性标准。诸如“适合游戏目的、应用领域和目标群体的图形”以及“清晰且无干扰的界面”等标准获得了较高的正面评价频率。然而,表中多个标准(如“适当的音效、音乐和音效”)标注为“N/A”,这再次体现了社交游戏描述中报告不完整的问题。

3.8 效果证据
在接下来的部分中,将分别考察社交游戏在改善注意力和执行功能方面的有效性,针对不同的发展群体进行分析。表4汇报了研究的主要发现。如上所述,并非所有执行功能都在任何社交游戏中同时得到训练。

3.8.1 注意缺陷多动障碍(ADHD)与合并障碍的言语学习障碍(SLD)
研究1通过随机双盲、安慰剂对照实验,研究了“Braingame Brian”社交游戏对ADHD儿童执行功能的改善效果。参与者被分为三组:a) 全面活跃组,训练视空间工作记忆(WM)、认知灵活性和反应抑制;b) 部分活跃组,仅训练抑制和认知灵活性,而WM任务则以非适应性的安慰剂模式呈现;c) 安慰剂组,所有任务均以安慰剂模式呈现(非适应性,无停止信号或规则变化)。训练包括在家进行的25次课程,期间有电话指导的支持。进行了三项任务:一项要求参与者记住网格上位置序列的视空间WM任务;一项需要其在出现信号时停止的停止信号任务(抑制任务);以及一项要求他们改变物体分类规则的规则转换物体排序任务(认知灵活性任务)。通过认知任务以及家长和教师的的行为评估来衡量训练前后的变化。
初步和最终评估之间的比较揭示了有趣的动态。具体而言,视空间WM的改善仅限于所练习的具体任务。这一技能的显著进步仅出现在全面活跃组中,这表明WM不能通过其他功能的间接训练得到改善,而是需要针对性的练习。
相反,抑制和干扰控制在全面活跃组和部分活跃组都有所提高。一个意外的发现是认知灵活性方面,尽管它是社交游戏明确训练的执行功能之一,但在任何一组中都没有显示出显著改善。
在行为层面上,研究得出了更为微妙的结论。尽管教师报告称ADHD症状有所改善,但安慰剂组也观察到了这种效果,因此这种效果是非特异的。具体来说,在观察ADHD症状和BRIEF [执行功能行为评分量表(40)]分数时,所有三组(全面活跃组、部分活跃组和安慰剂组)都显示出了改善。BRIEF是一种标准化评估工具,用于评估现实世界环境(如家庭和学校)中的执行功能行为,提供了认知缺陷在日常生活中如何表现的衡量标准。由于这些改善独立于训练内容而发生,因此被统计定义为非特异性效应。此外,安慰剂组的进步可能归因于非特异性因素(例如亲子互动或期望),或者是因为即使是在安慰剂条件下也需要长期的专注注意力。
尽管遵守率很高(97%),并且孩子们也有完成课程的积极性,但在通过BRIEF量表报告的日常执行行为或动机方面,各组之间没有发现显著差异。缺乏“治疗×时间”的交互作用进一步证实,主动训练在改变现实世界行为方面并不比安慰剂更有效。研究表明,尽管游戏化的执行功能训练能有效改善特定的认知技能(近迁移),但这些提升并不一定能够转化为ADHD症状或日常功能的临床改善(远迁移)。

研究2使用“Monkey Game”社交游戏,在九次课程中测试了ADHD儿童在选择性和持续性注意力以及抑制控制方面的改善(包括针对注意力、WM、抑制和冲动控制、视觉记忆和计划的练习)。对照组(CG)则以传统的纸笔形式完成了相同的练习。两组在选择性和集中注意力的方面都观察到了整体改善(p < 0.001),表明两种形式都是有效的。然而,实验组(EG)在冲动性方面的减少尤为显著。这表明社交游戏在改善抑制控制和运动冲动性方面明显优于传统的纸笔方法。

仅有一项研究(研究6)考察了社交游戏在改善ADHD儿童注意力方面的有效性。特别是使用了“Boogies Academy”和“Cuibrain”这两个社交游戏。这两个游戏是基于智能树方法开发的,随后将加德纳的多元智能理论(41, 86)融入了游戏设计中。训练共包含28次课程,这些游戏刺激了多种智能,包括逻辑-数学、空间、语言等智能。使用选择性注意力和集中力测试[D2 Test (42)]以及家庭报告的ADHD症状[EDAH Scale (43)]来衡量训练前后的变化。D2测试结果显示实验组的注意力有显著改善。具体而言,实验组在注意力质量、集中力和准确性方面优于对照组。EDAH量表得分在各组之间没有发现统计学上的差异。家庭报告称干预后ADHD症状没有临床上的减轻。研究表明,社交游戏可以整合到标准治疗中,以增强注意力技能,即使是在ADHD和SLD儿童中也是如此。尽管社交游戏可以在标准化测试中提高注意力技能,但并未发现ADHD症状的临床缓解。

3.8.2 抑制困难和外化障碍
研究3考察了社交游戏在改善教师和治疗师认为在这一领域有特定困难的儿童抑制控制方面的有效性。实验组使用“Brain School”社交游戏进行了训练,该游戏平台包含七个旨在康复多种执行功能的认知游戏,包括持续性和选择性注意力、认知灵活性、WM、抑制和自我控制。社交游戏结合了音乐和身体运动等娱乐活动。
相比之下,对照组在干预期间无法使用“Brain School”游戏。实验组在所有评估的功能上均表现出显著改善,尤其是在WM、注意力和处理速度以及认知灵活性和冲动控制(抑制)方面。他们表现出更高的准确性、更好的自我调节能力以及在进行娱乐活动时更强的适应能力。

研究4分析了“Maghzineh”社交游戏在改善具有外化情绪行为障碍的儿童反应抑制方面的有效性。这些障碍包括冲动性、多动性和行为调节困难,使反应抑制成为管理冲动反应的关键技能。实验组在五周内进行了24次训练课程,使用了Maghzineh Attention Package。干预内容包括12项专门设计用于康复反应抑制、选择性和持续性注意力以及WM的任务。对照组在研究期间没有接受任何认知干预,而是被列入了等待名单。在训练前后使用儿童行为检查表[CBCL (44)]和Stroop颜色和单词测试[SCWT (45)]对参与者进行了评估。结果显示,实验组在抑制控制方面的改善更为显著。此外,选择性和持续性注意力也得到了显著增强:他们提高了注意力过滤能力,能够更好地专注于任务,这直接体现在准确性和整体认知控制的提高上。研究表明,Maghzineh社交游戏是改善具有外化障碍儿童反应抑制的有效工具。

3.8.3 智力障碍
研究5考察了社交游戏在改善智力障碍学生注意力技能方面的有效性。这些学生通常在注意力、集中力、WM、学习以及社交和行为适应性方面存在困难(46)。研究探讨了社交游戏是否可以通过减少错误和改善反应时间来真正增强他们的注意力。实验组使用了“Maghzineh”社交游戏进行训练,其中包含了七个旨在提高选择性和持续性注意力、言语和视空间WM及抑制控制的认知游戏。测量使用了Stroop颜色-单词测试[45]来评估反应抑制、注意力和认知灵活性。结果显示,实验组在注意力方面的改善显著大于对照组。家庭报告称干预后ADHD症状没有临床上的减轻。研究表明,社交游戏可以整合到标准治疗中,以增强注意力技能,即使是对ADHD和SLD儿童也是如此。尽管社交游戏能够在标准化测试中提高注意力技能,但并未发现ADHD症状的临床减轻。

3.8.4 抑制困难和外化障碍
研究3考察了社交游戏在改善教师和治疗师认为在这方面有特定困难的儿童抑制控制方面的有效性。实验组使用了“Brain School”社交游戏进行训练,该游戏平台包括七个旨在康复多种执行功能的认知游戏。社交游戏包括有趣的活动,融合了音乐和身体运动。
相比之下,对照组在干预期间无法使用“Brain School”游戏。实验组在所有评估的功能上都表现出显著改善,特别是在WM、注意力、处理速度和认知灵活性以及冲动控制(抑制)方面。他们表现出更高的准确性、更好的自我调节能力以及在娱乐活动中更强的适应能力。

研究4分析了“Maghzineh”社交游戏在改善具有外化情绪行为障碍的儿童反应抑制方面的有效性。这些障碍包括冲动性、多动性和行为调节困难,使得反应抑制成为管理冲动反应的关键技能。实验组在五周内进行了24次培训课程。干预内容包括12项专门设计用于康复反应抑制、选择性和持续性注意力以及WM的任务。相比之下,对照组在研究期间没有接受任何认知干预,而是被列入了等待名单。在训练前后使用儿童行为检查表[CBCL (44)]和Stroop颜色和单词测试[SCWT (45)]对参与者进行了评估。结果显示,实验组在抑制控制方面的改善更为显著。此外,选择性和持续性注意力也得到了显著增强:他们提高了注意力过滤能力,能够更好地专注于任务,这与他们在准确性和整体认知控制方面的提高直接相关。研究表明,Maghzineh社交游戏是改善具有外化障碍儿童反应抑制的有效工具。

3.8.3 智力障碍
研究5考察了社交游戏在改善智力障碍学生注意力技能方面的有效性。这些学生常常在注意力、集中力、WM、学习以及社交和行为适应性方面遇到困难(46)。研究探讨了社交游戏是否可以通过减少错误和改善反应时间来真正增强他们的注意力。实验组使用了“Maghzineh”社交游戏进行训练,其中包含了七个旨在提高选择性和持续性注意力、言语和视空间WM及抑制控制的认知游戏。测量使用了Stroop颜色-单词测试[45]来评估反应抑制、注意力和认知灵活性。结果显示,实验组在选择性和持续性注意力及反应抑制(Stroop测试中的错误和时间的减少)方面的改善显著大于对照组。社交游戏所需的重复练习和手眼协调有效地提升了WM能力和学生适应干扰刺激的能力。对照组没有观察到变化。这些发现表明,社交游戏可以增强智力障碍儿童的注意力和抑制自动及干扰反应的能力。

3.8.4 自闭症谱系障碍
研究9考察了“Caribbean Quest”社交游戏在改善ASD儿童注意力方面的有效性。这项研究在学校的环境中进行,旨在评估近迁移(客观认知表现的改善)和远迁移(学业成就的提高)效果。“Caribbean Quest”是一个混合方法的社会游戏,结合了过程特定训练和补偿策略(元认知辅导)。参与组在学校时间内进行了一对一形式的干预(每周3次,每次30分钟,总计12小时,持续8-10周),而对照组则被列入了等待名单,并在实验组之后开始训练。
实验组在KiTAP Sad/Happy Ghost任务(47)中表现出显著的错误减少,该任务用于测量选择性注意力。在彩色盒子任务(48)中,测量了视空间WM,也发现了错误的显著减少。但在言语WM、持续注意力和认知灵活性方面没有发现显著提升。关于远迁移,实验组在数学流畅性和问题解决方面的错误比例显著减少。相比之下,口语流畅性方面没有显著改善(注意训练主要集中在视觉过程而非语言过程上)。

3.8.5 神经典型发展学生
研究7探讨了将游戏元素融入WM训练计划中是否能够提升和维持动机。在这项研究中,学生被分为三组:1) 游戏化训练组,WM任务被整合到“City Builder”社交游戏中,通过正确完成游戏获得积分来建造虚拟城市;2) 标准训练组执行相同的WM任务,但没有游戏元素或奖励;3) 安慰剂组执行类似的活动,但对WM技能没有影响。
实验组比其他组更长时间地参与了训练,表明社交游戏成功地提升了训练动机。然而,社交游戏的动机效应并非持久;随着时间的推移,这种效果逐渐减弱。所有条件下的WM能力都得到了同等程度的提升,包括安慰剂组:社交游戏有助于在训练期间维持动机,但并未比传统训练带来更大的认知益处。

研究8探讨了在课堂上日常使用社交游戏是否能够改善小学生的注意力。实验组在六周内使用平板电脑玩社交游戏,而对照组遵循标准学校课程。使用选择性注意力和集中力测试[D2 Attention test (42)]记录了干预前后的变化。结果显示,社交游戏提高了学生的注意力表现。注意力的改善部分归因于时间效应,因为两组在最终评估中的总分都有所提高。然而,社交游戏组的表现优于对照组。这项研究表明,学校可以将社交游戏作为一种策略来增强学生的注意力和认知发展。

3.9 近迁移和远迁移
将认知改进转化为实际生活中的功能收益(即远迁移)仍然是分析研究中的复杂挑战。尽管大多数研究报告了显著的“近迁移”效应(即所训练的具体任务的提升),但关于“远迁移”(即泛化到日常生活或学术表现)的证据却大相径庭,甚至经常缺失。分析结果表明,特定的游戏(SGs)能够持续产生显著的近迁移效应,特别是改善了直接训练的认知功能(如选择性和持续性注意力、抑制能力和工作记忆WM)。然而,远迁移的证据更为复杂:一些干预措施成功地将收益泛化到了学术技能上,例如数学流利度和课堂行为;而其他干预措施的改善仅限于数字环境(并未泛化到学业表现),或者是由非特定的动机因素驱动的(而非内在的认知变化)。需要强调的是,并非所有9项研究都一致地观察到了这种泛化现象。一个典型的例子是研究1,它明确了不同类型认知收益之间的区别。抑制能力和WM的改善属于近迁移效应,这些效应与所接受的治疗类型(全主动训练和部分训练)直接相关。相比之下,远迁移的变化,例如未经训练的执行功能(EFs)的改善(如干扰控制)和行为的改善,在安慰剂条件下也出现了,因此这些改善并不特定于某种治疗方式。这凸显了一个关键发现:虽然经过训练的功能(近迁移)仅通过特定训练得到提升,但一般行为的改善(远迁移)即使在没有认知训练的情况下也能发生。

研究2表明,尽管特定游戏和传统训练方法都能提高选择性和持续性注意力(近迁移),但特定游戏的干预在减少错误行为(如误报;抑制能力)方面尤为有效。然而,该研究并未评估远迁移效应;作者明确指出,其评估仅限于注意力缺陷,并未包括现实世界环境(如课堂或家庭)中的行为、动机或临床评估。

研究3进一步支持了远迁移的潜力,表明使用“Brain School”特定游戏能够带来全面的认知提升。参与者不仅在直接训练的领域(如空间WM、持续注意力抑制和认知灵活性)表现出近迁移效应,还在未训练的领域(如语言WM、STM和非语言推理)也取得了进步。此外,研究通过观察自我控制和自我调节的定性改善(例如在音乐活动等游戏中)发现了远迁移现象。有趣的是,研究人员注意到完成认知任务所需的时间减少了。

研究4显示,对于有外化障碍的儿童,特定游戏在反应抑制和选择性注意力方面带来了显著的近迁移改善。研究人员指出,这些认知收益转化为更好的远迁移结果,特别是在抽象问题解决、认知控制过程(如决策和冲动控制)方面。值得注意的是,这种迁移严格依赖于游戏的严肃性;与可能导致机械重复的商业视频游戏不同,这些针对性的认知游戏需要积极参与执行功能以取得进步,从而可能触发神经可塑性,以支持现实生活中的适当行为。

研究5发现,对有智力障碍的学生使用特定游戏在所训练的执行功能上产生了显著的近迁移效应。作者将这一成功归因于手眼协调能力和软件引导的重复练习,这些练习刺激了神经灵活性(突触可塑性)。然而,该研究未提供远迁移的实证证据:结果仅限于计算机化任务的表现和游戏过程中注意力的稳定,并未扩展到独立的行为或学术评估。

研究6显示了不同类型迁移之间的明显差异。一方面,持续注意力和选择性注意力观察到了明显的近迁移效应;另一方面,研究未能发现迁移到日常生活的证据:家庭报告[EDAH (49)]显示临床ADHD症状没有显著减少。

研究7专注于WM训练,结果显示训练参与度有明显的近迁移效应:游戏化组完成了更多的额外试验,表明游戏元素成功提升了训练动机。然而,该研究未发现特定的认知近迁移效应(所有组的WM均因练习效应而得到改善)。关于远迁移,干预措施并未改变酒精消费行为,尽管基线消费水平已经很低。不过,游戏化环境降低了在后续测试中表现良好的动机,可能是因为游戏的奖励性质使得标准评估变得乏味。

研究8调查了在学校环境中每天进行15分钟的数字游戏常规的效果。结果显示,在选择性和持续性注意力方面有显著的近迁移效应。关于远迁移,作者认为注意力的提升可能并非游戏特性本身所致,而是由环境促成的行为训练所推动。

研究9考察了一种混合干预措施(特定游戏与成人指导的结合)对自闭症谱系障碍(ASD)儿童的影响。结果显示,在选择性注意力和视觉WM方面有明显的近迁移效应。至关重要的是,该研究提供了远迁移到学术成就的证据,特别是在数学流利度方面。干预组在数学错误比例上显著减少。定性数据进一步支持了远迁移,教师报告称学生在课堂上自发使用元认知策略(如大声重复指令)和自我调节能力有所提高。这一成功归功于结合了激励性游戏格式和成人指导的混合模型,从而弥合了数字游戏与现实世界应用之间的差距。

表7简要总结了研究结果,强调了近迁移效应的普遍性和对间接参与度测量的依赖。在六个研究领域中,五个报告了显著的改善(研究1、2、3、4、5),而只有一个是无效的(研究9),另外三个研究未调查或康复这一特定功能(研究6、7、8)。干扰控制(注意力控制)在两个研究(研究1和4)中也取得了成功。选择性注意力的结果显示各不相同:研究1、4、5、6、8和9观察到改善,而研究2、3和7未观察到效果。持续性注意力在七项研究中进行了评估:研究3、4、5、6和8观察到改善,而研究9未观察到效果。工作记忆WM的结果最为不一致:研究3和5显示出WM的改善,研究1显示混合结果,研究7和9未报告显著收益。只有研究3和5报告了认知灵活性的改善,研究1和9未报告这一技能的进步。

表7总结了研究结果,突出了近迁移效应的主导地位和对间接参与度测量的依赖。在六个研究领域中,五个报告了显著的改善,而只有一个是无效的;干扰控制(注意力控制)在两个研究中也取得了成功。选择性注意力的结果各不相同。持续性注意力在七项研究中进行了评估:研究3、4、5、6和8观察到改善,而研究9未观察到效果。工作记忆WM的结果最为不一致:研究3和5显示WM改善,研究1显示混合结果,研究7和9未报告显著收益。只有研究3和5报告了认知灵活性的改善,研究1和9未报告这一技能的进步。

SGs训练的有效性似乎高度依赖于目标人群。虽然SGs可能成为增强ADHD患者抑制控制的强大工具,但其对ASD人群的影响则更为有限和专门化。一个主要限制是相关文献的稀缺性:例如,本综述中只有一项研究专门针对ASD人群,这使得难以将这些发现推广或确定康复失败是由于任务设计还是障碍本身的内在性质。

结果的综合表明,现有文献中并未始终系统地考虑训练的持续时间和强度。实际上,各研究所需的训练总小时数从最低的3.75小时到最高的20小时不等。同样,每次训练的持续时间从短暂的10分钟到密集的50分钟不等,每周训练的频率也各有不同。

这项系统评价分析了SGs在训练学龄儿童(2项研究)和发育异常儿童(7项研究)的注意力和执行功能(EFs)方面的有效性。历史上,SGs被广泛用于提高认知能力(50项研究)、学术表现(51项研究)和社会技能(13、14项研究),尤其是在患有发育障碍(如ADHD(16项研究)、阅读障碍和书写障碍(9项研究)以及唐氏综合症(73项研究)的个体中。

当前的系统评价包括了评估SGs对不同结果影响的研究,如WM、持续注意力和集中注意力、抑制控制和认知灵活性。通过对多个数据库的广泛搜索,共发现了6,011项研究。根据严格的筛选标准(包括前测后测设计、实验组和对照组以及专注于学龄人群),最终选择了九项研究进行深入分析。对这九项研究的偏见风险进行了评估,发现方法质量总体较高。六篇研究的偏见风险较低,从随机化到结果报告的程序都非常严谨。相比之下,两项研究因随机化过程的潜在缺陷和结果测量的不确定性而引发了担忧,这可能影响其结果的客观性。只有一项研究被归类为高风险(研究8),主要是由于结果测量和随机化过程存在重大问题。然而,低风险研究的居多,这增强了结果的可靠性,表明观察到的认知功能改善很可能归因于干预措施本身,而非方法学因素。从方法论角度来看,解释SGs的有效性需要认识到,这项系统评价的发现仅初步支持SGs在增强注意力和EFs方面的潜力。然而,由于纳入的研究数量较少(n=9)以及人群之间的显著异质性(从ADHD儿童到健康的老年人),这些结果存在局限性。主要发现根据研究问题进行了讨论。

数据分析显示,SGs的有效性与特定临床人群的认知结构密切相关。研究人群具有极强的异质性,包括神经典型儿童、ASD患者、ADHD患者和智力障碍患者。事实上,执行功能和WM的缺陷是这些障碍的共同核心。在这种情境下,传统的康复方法常常因患者难以坚持重复性任务而失败,因此基于游戏的方法不仅是一种设计选择,更是治疗的必要手段。SGs通过提供持续反馈和难度调节来解决这一难题,这对执行功能不足的人群特别有益。

我们之前的审查和最近的研究一致认为SGs具有普遍的有效性。例如,一项关于神经发育障碍的系统评价(73项研究)报告了在执行功能(如注意力、WM和认知灵活性)方面的显著改善,尤其是在唐氏综合症人群中。Shahmoradi等人(52项研究)发现,在分析的26项研究中,有19项研究中的SGs在注意力康复方面至少带来了一个显著的改善,进一步证实了这些工具对治疗师的临床价值。在我们的研究中,我们详细分解了注意力和抑制控制的子领域:虽然抑制控制在ADHD/外化障碍人群中反应强烈(研究1、4、5),但在ASD人群中则效果有限(研究9)。数据显示,SGs训练在抑制控制和注意过程方面最为有效,这些是核心的执行能力。在ADHD和外化障碍人群中,游戏化训练对抑制控制具有显著且一致的好处(研究1、4、5)。相反,在ASD人群中,这一功能对训练表现出抗性,未观察到显著效果。此外,对于患有自闭症谱系障碍(ASD)的人群来说,唯一显示出一定程度成功的领域是选择性注意力和工作记忆(WM)(研究9),而其他执行功能(EFs)(如抑制能力、灵活性、持续注意力)却没有显示出改善。这表明,具有神经差异的人群可能需要高度特定的任务设计,或者他们的认知特征只对某些类型的计算机化刺激有反应。认知灵活性和WM的结果则更加不一致。这些能力似乎对训练的抵抗性更强,改善通常仅限于特定的研究。然而,一个关键的观察是,许多被审查的研究根本没有评估或针对这些特定功能(如表7中高频率的N/A值所示)。这种缺乏系统化的评估意味着无法就这些领域的有效性做出结论性讨论。目前仍不清楚文献中结果的不一致性是由于对训练的真正抵抗,还是仅仅由于缺乏有针对性的康复设计和客观测量。此外,选择性注意力和持续注意力的训练效果的可变性表明,其有效性可能极大地依赖于游戏的具体设计或目标人群的临床特征。

关于老年人群,Wong等人(53)证明,游戏机制,如难度和压力,显著影响了注意力和EFs的改善,而竞争的影响似乎较小。随后,也证明了虚拟游戏(SGs)对成人EFs康复的积极效果。然而,这一人群的有效性并不总是稳定的:它可能受到病理老化(如轻度认知障碍)或技术和个体因素(如药物剂量、情绪控制以及对技术能力有限的用户提供的持续支持)的显著影响。这种变异性可能解释了为什么在一些涉及智力障碍的成年人的案例中,规划和决策等领域的改善并不总是具有统计学意义(54)。本综述还证明了虚拟游戏在学龄阶段的EFs和注意力训练中的有效性,这个年龄段中,虚拟游戏不仅可以用于临床环境,也可以用于学校环境。

本综述综合的证据表明,虚拟游戏是改善特定核心认知过程的 promising 工具。尽管其促进泛化到现实世界结果的有效性仍然不一致,但这一效果适用于广泛的神经发育谱系。特别是,虚拟游戏在智力障碍和行为障碍儿童的注意力康复中显示出高度有效性,特别针对抑制控制和外化症状。这些发现在多项研究中的一致性,以及许多研究具有低偏差风险(例如研究1),支持了虚拟游戏作为ADHD和共病学习状况的可靠临床工具的潜力。虽然抑制控制训练对ADHD非常有效,但其对ASD群体的影响却微乎其微,这表明临床人群的认知特征深刻影响了游戏化干预的有效性。

在典型发育儿童中也一致观察到了积极的结果,证实了这些工具的多功能性。关于ADHD,虽然总体有效性得到了认可,但最显著的影响出现在伴有共病语言学习障碍(SLD)的儿童中。此外,行为抑制在大多数非典型人群中得到了成功的康复;然而,对于ASD群体来说,抑制控制的改善程度并不一致。相反,研究8中报告的ADHD注意力范围的改善必须谨慎对待。由于偏差风险较高,特别是缺失数据和结果测量的问题,这一结果的可靠性受到了削弱,这可能解释了为什么这些改善没有转化为日常生活中的临床症状减轻。

为了回答关于最显著认知改善的第一个研究问题,一个关键发现是所有九项分析的研究都显示出了有效性。每项研究至少成功康复了注意力和一个额外的EF。具体来说,研究1、3和9成功康复了工作记忆,而抑制控制在研究1、2、3、4和5中显示出显著改善。此外,干扰控制在研究1和4中有具体报告,认知灵活性在研究3和5中得到有效刺激。对这些改善的详细分析揭示了EFs功能架构的重要见解。例如,研究1揭示了EFs功能架构的有趣动态。视觉空间工作记忆的改善严格限于特定任务的训练;这一领域的显著进步仅发生在全活跃条件下。这表明工作记忆不能通过其他功能的间接训练得到改善,而是需要有针对性的练习。相比之下,抑制控制和干扰控制在全活跃和部分活跃组中都有所增加。这一发现特别有趣,因为它表明反应抑制和工作记忆在功能上是独立的。此外,所有组中观察到的行为改善表明,非特定因素(如安慰剂效应或游戏化日常的积极影响)发挥了重要作用。

类似地,研究3的结果强化了这些工具在行为调节方面的潜力。偏差评估中提出的一些担忧表明,这些效果的幅度应该通过未来高严谨的研究来验证。在这种干预中,实验组在所有评估的功能上都显示出了比对照组显著的改善。他们在游戏活动中表现出更高的准确性和增强了的冲动控制。有趣的是,研究人员注意到完成认知任务所需的时间减少了,这表明虚拟游戏可能提高了认知处理的效率,这是学术学习和行为稳定性的关键基础。这项研究证实,虚拟游戏是一种有效且具有激励性的策略,能够改善自我调节困难儿童的抑制控制能力。这种神经康复的潜力在研究5中也得到了体现,该研究关注的是智力障碍儿童。结果显示,实验组在选择性和持续注意力以及反应抑制方面比对照组有显著改善。研究发现表明,虚拟游戏所需的重复练习和手眼协调有效提升了工作记忆容量和学生适应干扰刺激的能力。这些结果表明,即使在对认知能力有显著损害的群体中,虚拟游戏也能提高抑制自动和干扰反应的能力。

研究9提供了通过混合干预模型对ASD儿童进行远距离转移(far transfer)的关键证据。结果显示,执行能力的扩展,特别是在工作记忆和注意力方面,使得信息处理更加精确,从而显著减少了数学错误。有两个值得注意的例外:研究2仅部分成功,尽管试图针对多个功能,但仅在抑制控制方面显示出显著改善。随机化或测量方法上的方法学问题可能限制了其展示更广泛认知效益的能力。同样,研究7在康复工作记忆方面并未显示出比标准或安慰剂条件更好的效果。然而,重要的是要注意,研究7的主要目的是验证游戏元素是否能在工作记忆康复中提高表现,而不仅仅是测量康复本身。在这项研究中,所有条件下的工作记忆容量都同等增加,包括安慰剂条件。这表明虚拟游戏有助于在训练期间维持动机,但没有与传统训练相比增强认知效益。实际上,实验组的游戏化训练持续时间比其他组更长,表明虚拟游戏成功增强了训练的动机。然而,这种动机优势并未在整个干预过程中持续;随着训练会话的进行,效果逐渐减弱。

在所检查的研究中使用的虚拟游戏中,Maghzineh(研究4和5)、Braingame Brian(研究1)和Brian School(研究3)似乎特别多功能,成功康复了广泛的EFs。相比之下,研究9针对ASD儿童的干预更加集中:它关注的功能较少,但在这些特定领域取得了显著改善。然而,需要注意的是,大多数研究都集中在特定的EFs上,而不是整体的提升。缺乏在单一虚拟游戏中训练所有EFs的研究,仍然是一个障碍,这阻碍了验证综合数字工具是否能够有效加强典型和非典型学生的注意力和执行技能的整个轮廓。

这些干预措施的有效性不能被解释为一个绝对值;它取决于必须监控的精确参数(78)。正如认知训练文献中所确立的,不仅训练类型(虚拟游戏 vs. 笔纸康复)很重要,达到所需的训练量也很重要:如果没有足够的认知负荷,必要的神经可塑性过程就不会被激活。尽管干预的总周数(从最少2周到最多14周)和每次训练时间(从最少10分钟到最多50分钟)相对较短,但实验组在训练的EFs方面始终显示出比对照组更大的改善。对训练剂量的分析揭示了总训练小时数与结果之间的非线性关系。正如Shawn Green等人(78)所指出的,实验室中有效的干预在现实世界中可能会因为依从性差而失去效果。这解释了为什么低剂量的研究(例如研究4)如果参与度高,仍然可能实现远距离转移,而更密集的训练(例如研究5)如果认知负荷校准不当或被认为枯燥,可能会失败。

Wexler等人(88)提供了一个有效剂量的代表性模型,他们建议结构化的例行程序(例如,每周三次20分钟的课程,持续四个月)是产生显著收益的关键。然而,我们的综述揭示了更为复杂的情况。例如,研究3、4和9成功展示了远距离转移(康复了未直接训练的领域)。有趣的是,这些研究中的训练量有显著差异:研究3总共涉及4-7小时(每周两次,每次30分钟),研究4总共约4小时(15次每次15分钟),研究9大约12小时(24次每次30分钟)。相反,研究5(总共10-15小时)和研究6(大约5小时)未能显示出远距离转移效果,而在其他研究中,这一信息没有明确说明。这种差异表明,剂量不仅仅是总时长和频率的问题。它必须结合偏差风险和用户参与度来解释。虽然研究4和9在低偏差风险下实现了远距离转移,但研究3也显示出了积极结果,但在偏差评估中引起了一些担忧。另一方面,尽管风险低,研究5和6未能显示出泛化效果,而在研究5中,虽然训练小时数很多(10-15小时)。这表明模式和参与度是决定性的:如果儿童没有动机,他们可能会机械地完成任务,而不会付出必要的认知努力。

在研究的虚拟游戏中,Maghzineh(研究4和5)、Braingame Brian(研究1)和Brian School(研究3)似乎特别多功能,成功康复了广泛的EFs。相比之下,研究9针对ASD儿童的干预更为集中:它关注的功能较少,但在这些特定领域取得了显著改善。然而,值得注意的是,大多数研究都集中在特定的EFs上,而不是整体提升。缺乏在单一虚拟游戏中训练所有EFs的研究,仍然是一个障碍,这阻碍了验证综合性数字工具是否能够有效加强典型和非典型学生的注意力和执行技能的整个轮廓。

然而,这些干预措施的有效性不能被视为一个绝对值;它取决于必须监控的精确参数(78)。正如认知训练文献中所确立的,不仅训练类型(虚拟游戏 vs. 笔纸康复)很重要,达到所需的训练量也很重要:如果没有足够的认知负荷,稳定变化所需的神经可塑性过程就不会被激活。尽管干预的总周数相对较短(从最少2周到最多14周)和每次训练时间(从最少10分钟到最多50分钟),实验组在训练的EFs方面始终显示出比对照组更大的改善。对训练剂量的分析揭示了总训练小时数与结果之间的非线性关系。正如Shawn Green等人(78)所指出的,实验室中有效的干预在现实中可能会因为依从性差而失去效果。这解释了为什么低剂量的研究(例如研究4)如果参与度高,仍可能实现远距离转移,而更密集的训练(例如研究5)如果认知负荷校准不当或被认为枯燥,可能会失败。

Wexler等人(88)提供了一个有效剂量的代表性模型,他们建议结构化的例行程序(例如,每周三次20分钟的课程,持续四个月)是产生显著收益的关键。然而,我们的综述揭示了一个更复杂的图片。例如,研究3、4和9成功展示了远距离转移(康复了未直接训练的领域)。有趣的是,这些研究中的训练量有显著差异:研究3总共涉及4-7小时(每周两次,每次30分钟),研究4总共约4小时(15次每次15分钟),研究9大约12小时(24次每次30分钟)。相反,研究5(总共10-15小时)和研究6(大约5小时)未能显示出远距离转移效果,而在其他研究中,这一信息没有明确说明。这种差异表明,剂量不仅仅是总时长和频率的问题。它必须结合偏差风险和用户参与度来解释。虽然研究4和9在低偏差风险下实现了远距离转移,但研究3也显示出了积极结果,但在偏差评估中引起了一些担忧。另一方面,尽管风险低,研究5和6未能显示出泛化效果,而在研究5中,尽管训练小时数很多(10-15小时)。这表明,模式和参与度是决定性的:如果儿童没有动机,他们可能会机械地完成任务,而不会付出必要的认知努力。

所有研究主要使用笔记本电脑或平板电脑进行虚拟游戏训练,使用的工具类型对功能没有影响。训练可以在家庭环境中进行,也可以在研究人员的帮助下整合到学校日常活动中。在这种情况下,似乎也没有基于环境类型的有效性差异。

为了回答关于动机和参与在治疗依从性中的第二个研究问题,本综述承认了一个重要的方法学空白:在分析的大多数研究中,这些概念没有通过标准化的定量量表进行评估。在九项研究中的六项中,缺乏关于动机的正式定量数据,只有三项研究中有。因此,作者通过高治疗依从性、即使是最长训练 session 的成功完成以及其他在干预期间观察到的行为线索间接受到了参与度的间接推断。虽然这些行为线索具有提示性,但它们不构成对概念的直接心理测量,因此在将动机解释为成功的因果机制时需要谨慎。尽管如此,缺乏客观和系统的动机指标是许多作者所承认的方法学限制。在测量中,如研究7所示,观察发现社交游戏(SGs)通过奖励试验显著提升了行为动机。然而,这种效果往往会随着时间的推移而减弱,这表明仅依靠游戏化可能不足以在缺乏持续内容更新的情况下维持长期的临床依从性(见表7)。尽管现有文献通常将动机和参与度视为社交游戏的固有属性,但我们的研究结果表明,仅仅依靠干预的数字特性并不能保证高依从性。人们往往假设用户天生就对游戏有动机,但这并没有得到充分的评估。参与度仍然是一个需要积极监控和结构化支持的变量。然而,许多研究只是间接地证明了参与度和动机水平,而没有对这些方面进行直接测量和客观监测。

在研究7中,自愿练习的次数(孩子们可以通过进行额外的游戏会话来获得奖励)被用作衡量他们享受游戏程度的指标。该研究的结果显示,在游戏化版本中,享受度和动机实际上有所下降。在所有条件下(安慰剂组、标准组和游戏化组),从第二会话开始自愿练习的次数逐渐减少。这表明,如果参与度不能得到维持,即使训练频率很高,也无法引发持续的康复效果。这表明,如果游戏化的设计不合理,或者被视为一项不必要的认知负担,可能会产生与预期相反的效果。因此,出于多种临床和方法论的原因,持续监测依从性和参与度是至关重要的。高水平的参与度确保了孩子能够完成整个康复计划,而这通常需要几周的时间,从而防止他们中途放弃。

尽管如此,正如研究2的作者所指出的,缺乏正式的动机测量方法仍然是当前许多设计中的一个重大限制,这表明“未来的研究应该专注于测量社交游戏的动机水平和治疗依从性”,以便更好地验证其临床效果。这表明社交游戏开发者普遍认识到合适的视觉呈现和直观的用户界面对游戏效果的重要性。良好的可用性和相关的美学设计对于减少认知负担和保持对学习/康复目标的关注至关重要。虽然这些看似细节,但它们对营造氛围、提高沉浸感和玩家参与度有着显著的影响。

有效地平衡严肃性和游戏元素的能力对于创建有效的社交游戏至关重要。然而,如果研究没有详细说明这些元素是如何考虑或实现的,就很难评估这种平衡的成功与否,并对其整体质量得出可靠的结论。总之,社交游戏在注意力缺陷(EFs)训练方面具有潜力,但其潜力仍然受到确保详细数据可用性的挑战限制,这些数据对于全面评估、复制和优化社交游戏是必要的。此外,缺乏客观的参与度测量指标使得难以确定依从性是由任务的严肃性驱动的,还是仅仅由于数字格式的新颖性所致。

在整合其他可能影响整体体验的游戏元素方面也存在空白。对于建立情感联系、控制感和支持社交互动等特征,研究记录了负面或不可用的评价。这些元素在文献中被认为对于促进深度参与和内在动机至关重要。缺乏强烈的情感联系或控制感会降低玩家的沉浸感和满意度,从而限制社交游戏的长期有效性。

4.5 远距离转移和泛化的机制(问题3)

为了回答关于向现实世界成果的远距离转移程度的第三个研究问题,结果并不一致(尽管有强有力的证据支持近距离转移),并且不如近距离转移的结果那么确凿。在选定的九项研究中,只有三项成功展示了远距离转移效应(研究2、3和9),表明益处扩展到了非直接通过社交游戏康复的技能上,例如学术流利度或复杂问题解决能力。来自具体研究的详细见解进一步阐明了这些转移动态。例如,研究8表明,注意力的提高可能是由于行为训练——学会在平板电脑上集中注意力并忽略课堂上的干扰因素,而不是认知功能的直接康复。这突显了一个重要的方法论限制:某些研究(例如研究8)中的高偏见风险可能导致对远距离转移效应的过度估计,这些效应并不能反映稳定的临床进步。同样,研究6指出,虽然客观测试显示了显著的近距离转移,但临床评估并未反映日常生活中多动症症状的减少。这表明,尽管社交游戏可能有动机作用并能提高训练技能,但这本身可能不足以减少持续影响日常生活的多动症症状。这表明,如果没有元认知的桥梁作用或结合成人指导的混合模型,数字上的进步仍然局限于游戏环境中。另一方面,研究9提供了一个成功的例子,展示了数学流利度的远距离转移以及元认知策略的自发采用,表明在结构化干预中刺激关键组件(如工作记忆和选择性注意)可以弥合到学术技能的差距。此外,在研究1中,尽管观察到了远距离转移效应,但由于安慰剂效应或结构化常规的好处,类似的改善也在对照组中记录到。相反,两项研究明确未能发现远距离转移的显著改善,另外两项研究要么没有提供这些信息,要么没有进行测量。在研究5中,尽管设计旨在干预多种注意力缺陷,但缺乏远距离转移表明,在智力障碍人群中,认知收益可能严格局限于训练的领域内。在一个特定案例中,远距离转移只能通过家长和教师的描述性报告进行定性评估,这限制了结果的泛化。

这种远距离转移的不一致性需要更深入的机制性解释,因为注意力缺陷训练的长期目标是改善孩子的日常生活功能,包括学术和社会技能。然而,这些复杂的能力不是由单一过程决定的,而是由多个注意力缺陷之间的动态相互作用产生的。我们回顾中观察到的泛化差距与元分析证据一致,后者证实尽管近距离转移是可靠的,但向数学、读写能力或流体智力等远距离技能的转移往往是微不足道的。Kassai等人(91)指出,这种失败的一个主要原因是注意力缺陷组件的独立性。这一假设表明,工作记忆、抑制力和认知灵活性是独立的构造,它们并行发展,而不是通过直接的因果关系联系在一起。因此,改善某一特定功能(例如抑制力)并不一定会影响到其他功能或复杂的现实世界行为。

我们的数据进一步强化了这一观点:在多个案例中,收益仅限于特定任务。例如,研究1显示,视觉空间工作记忆的改善仅发生在目标条件下,而抑制力和干扰控制同时在完全主动组和部分主动组中都有所提高,这证实了注意力缺陷可能通过不同的功能架构起作用。为了给讨论提供更多的理论深度,考虑任务杂质问题和注意力缺陷组件的功能独立性是必要的。由于大多数测试无法隔离单一功能(例如,灵活性任务本质上需要抑制力控制),许多社交游戏中的认知负担可能过于分散,无法产生稳定、可泛化的变化。这里综合的证据表明,社交游戏是改善核心认知过程的有前途工具,但它们促进向现实世界成果泛化的能力取决于认知负担、游戏机制和环境提供的教学支架之间的动态互动。另一个关键因素是当前社交游戏设计的特异性。本回顾中检查的许多干预措施都专注于单一注意力缺陷组件。然而,正如Kassai等人(91)所建议的,培训单一组件通常不足以触发实际收益所需的神经协同作用。

4.6 效果的稳定性和长期可持续性

这些收益的稳定性仍然是一个关键的未解问题:大多数研究没有包括长期训练或后续评估来评估这些收益的稳定性。这一证据与文献中关于在游戏中获得的技能难以向现实生活转移的挑战相一致。缺乏长期保持性是社交游戏在训练注意力缺陷方面临床影响的一个重要限制。文献强调,报告标准化的缺乏可能会阻碍结果的可重复性和泛化能力,从而限制了对社交游戏的科学理解。因此,虽然近距离转移效应有充分的记录,但根据目前的证据,无法对远距离转移潜力或这些干预措施的长期临床效用得出明确的结论。必须通过严格的后续评估来评估效果是否随时间保持。值得注意的是,只有一项研究包含了后续数据,该数据显示训练结束后三个月认知收益仍然存在,这使我们无法确定观察到的改善是发展轨迹的永久性变化,还是仅仅是暂时的波动。

4.7 方法论考虑和未来方向

目前的回顾表明,尽管用于注意力和注意力缺陷训练的社交游戏在定义和追求严肃目标方面具有坚实的基础,但在它们的全面实施以及记录其特征方面仍存在重大挑战。社交游戏通常结构良好,能够实现特定的注意力缺陷学习或康复目标,注重目标的明确性和任务的可行性。严格的挑战出现在内容验证、偏见减轻以及关键性的注意力缺陷学习长期保持性上,这仍然是社交游戏研究中的一个持续挑战。本回顾中报告的关于社交游戏多个方法论特征的缺乏信息突显了描述上的系统性空白。这种关于社交游戏特征的详细信息的缺乏限制了科学界全面理解严肃性和游戏特征是如何实施的、它们如何相互影响以及它们对注意力缺陷的实际影响的程度。为了推动这一领域的发展,未来的研究必须采用更严格的标准报告,提供有关社交游戏设计和实施的各个方面の明确细节。

我们的分析采取了比近期文献(如Rodríguez-Timaná等人的综述(73)更为批判性的方法。虽然他们强调了社交游戏作为神经多样性人群治疗工具的普遍潜力,但我们的回顾评估了多个认知领域的临床效果,同时也考虑了远距离转移和治疗依从性作为成功的关键指标。此外,我们的方法论方法解决了现有回顾中发现的一些空白。例如,Rodríguez-Timaná等人(73)将搜索范围限制在开放获取的文章上,这可能限制了临床情况的完整性,并且包括了一些没有对照组的研究。相比之下,我们的选择严格要求有对照组,并探索了更广泛的出版物,确保对观察到的改善是否真正归因于社交游戏干预进行了更严格的评估。

4.8 实践和未来研究的建议

为了将实验室效能转化为现实世界的临床效用,未来的研究应采用更严格的方法论标准。至关重要的是,应该直接测量动机,而不是从依从率中推断出来,整合经过验证的心理测量工具。这些工具应在康复过程中多个时间点进行施测,以监测游戏化效果的可持续性,并防止长期兴趣的下降。同时,未来的手稿必须包括游戏主动成分的详细描述。作者应明确报告所使用的反馈类型、难度调节的适应性算法以及游戏设计元素(如叙事或社交互动组件),因为这些因素直接影响认知负担和治疗效果。此外,还需要开发更全面的社交游戏,能够同时康复更多的注意力技能和注意力缺陷。此外,为了评估基于游戏的系统(SGs)是否产生了永久性的神经可塑性变化,而不仅仅是简单的暂时性表现提升,必须在干预结束后三个月或六个月进行后续评估。最终,SGs的临床实用性不仅仅取决于游戏形式,还源于目标人群的认知结构、康复设计的精确性以及用户的持续参与度之间的复杂相互作用。只要重点放在治疗目标上,而不仅仅是娱乐性互动上,SGs就成为现代神经康复中一个强大、包容且密集的辅助工具。

在解释这些发现时,必须考虑几个限制因素。首先,需要解决样本大小和搜索策略的问题。尽管只有九项研究符合纳入标准,但这一相对较小的数量反映了当前关于SGs研究中的一个根本性挑战:缺乏严格的方法学设计。为了确保最大的敏感性,我们的搜索字符串包括了SGs的三个同义词,以捕捉那些虽然符合我们的PICOS标准但可能不使用“严肃”标签的干预措施。因此,最终样本的有限性直接源于我们严格遵守纳入和排除标准,特别是对未经训练的对照组以及客观的干预前后的评估要求。这些标准的优先考虑是为了确保任何观察到的认知改善都能可靠地归因于数字干预,而不是基于纳入论文的数量。这一选择凸显了该领域迫切需要更标准化的临床协议。

研究之间的高度异质性对我们结论的普适性构成了主要挑战。然而,这种异质性反映了SGs作为灵活临床工具的本质。正如Chaldogeridis和Tsiatsos(93)所强调的,未来的研究必须克服在游戏结构和具体功能方面的详细报告不足问题,以便于更好的复制。此外,在设计未来的基于游戏的系统时,还应考虑小样本量、缺乏主动对照组以及缺乏长期随访等因素,以防止偏差。干预模式和剂量的变化(从4到50小时的总训练时间)进一步复杂化了结果的合成。根据Green等人(78)的框架,我们的发现必须通过有效性的视角来解释,而不是纯粹的效力,因为现实世界中的依从性(用户可能无法保持原始协议的确切频率或精度)显著影响临床结果。

一个关键的方法学限制是几乎完全缺乏随访数据。这阻止了我们对SGs长期有效性做出结论。未来的研究应优先考虑纵向设计,以评估训练后立即观察到的认知益处是否能随时间保持。

此外,SGs所针对的认知领域与通过前后测试实际评估的认知领域之间存在方法学上的差异。尽管许多包含的研究利用SGs来康复广泛的功能(例如,持续注意力和选择性注意力、抑制能力、灵活性和工作记忆),但它们通常仅将实证评估限制在这些领域的子集上。这种选择性评估使得难以确定这些工具在全面增强执行功能(EFs)方面的有效性,因为许多潜在的可康复功能尚未被测量。除了这些评估差距外,对所使用SGs的技术描述也缺乏具体性;例如,反馈的方式(视觉、听觉或多模态)很少被明确指出,而且通常不清楚SGs是否包含可能妨碍或促进学习的干扰因素。此外,许多SGs是用于个人使用的;多人体验或多感官刺激的潜在好处仍然很大程度上未被探索。虽然游戏化元素如冲突、反馈和进步理论上旨在提高动机,但许多研究对这些机制的描述不足。在许多情况下,动机没有明确评估,而是由于游戏形式而被视为理所当然的。然而,为了真正有效,SGs必须纳入适当的挑战级别和即时反馈等明确特征。动机元素经常既不被测量也不被描述,这是一个关键问题,因为它掩盖了观察到的临床改善是由康复协议驱动还是由短暂的新奇效应驱动。

SGs的有效性取决于设计因素的复杂相互作用,包括界面、反馈质量、可玩性和叙事深度。与用户心态相关的主观因素,如沉浸感和个人兴趣,也起着关键作用。此外,本综述没有涵盖增强现实或机器人技术等非数字格式,也没有评估SGs对情绪调节或社会认知的影响。结果不能推广到其他年龄组,如大学生或老年人,他们可能表现出不同的反应模式。最后,大多数样本中缺乏系统的、客观的动机衡量标准,限制了我们对这些数字干预长期可持续性的理解。

我们的综述主要关注2D数字界面;然而,比较2D和3D虚拟环境的研究(65)表明,3D叙事背景化的SGs可以在注意力能力和抑制控制方面产生更低的反应时间、更多的正确答案和更少的固执反应。这表明,更加生态化和沉浸式的工具可能比传统的2D系统更准确地识别功能性认知状态。然而,任何使用3D环境的研究都符合纳入标准,如存在对照组和干预前后的评估。未来的研究应优先比较2D与3D(虚拟现实)环境的效果,以确定哪种界面提供更好的临床益处。

未来的研究应优先考虑随机对照试验(RCTs),对每种注意力和执行功能能力进行详尽的神经心理学评估,并包括标准化的动机量表和生态学测量,以评估远程转移效应以及长期随访,以验证收益的持久性。

这项系统性综述提供了当前SGs在执行康复领域状态的多维图谱。通过综合三个核心研究问题的证据,我们可以得出重要的结论,将对认知效力与参与动态进行整合。关于问题1(认知效力),证据证实SGs在康复抑制控制和注意力方面非常有效,适用于包括多动症(ADHD)、智力障碍和外在化障碍在内的不同非典型人群。相反,更高阶的功能如工作记忆和认知灵活性似乎对训练更加抵抗,这表明需要更加专业化和适应性的设计以实现一致的临床收益。关于这些干预的长期可持续性,当前的证据仍然没有定论。由于我们的样本中只有一项研究包含了随访评估,因此无法确定注意力和执行功能的改善在干预结束后是否持续。这突显了该领域的一个主要盲点:没有纵向数据,我们无法区分短暂的表现提升和真正的神经可塑性变化。

关于问题2(动机和参与度),当前文献中存在一个重要的方法学差距。尽管游戏化理论上是设计来随着时间的推移维持努力的,但缺乏标准化指标和技术描述详细性,阻碍了我们对心理参与如何直接影响认知结果的清晰理解。

最后,对于问题3(近转移和远转移),虽然近转移是一个稳健且一致的发现,但远转移到学术和行为领域的效果仍然不连贯。成功的泛化似乎严重依赖于结合数字训练与成人指导的混合干预模型,从而弥合了游戏环境与现实生活环境之间的差距。SGs代表了提高典型和发育障碍儿童注意力和执行功能的有希望的工具。这些工具不仅可以在临床环境和远程康复中使用,以促进密集的康复,也可以在学校中使用,以促进执行功能和注意力技能。这为使训练更加包容(对每个人和每个地方都可访问)、密集和有效提供了机会。通过包容性设计和文化适宜性确保可访问性不仅仅是技术要求,也是基本的伦理义务。

需要更多的研究来开发能够同时训练所有执行功能并在长期内保持高动机水平的SGs。特别需要注意的是设计整合情感成分和复杂游戏机制的SGs,以最大化干预的有效性并确保持久的成果。
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