圣地亚哥——你正在引导一艘船穿过汹涌的水域。在途中,你可能会遇到神奇的生物。你可以拍一两张照片,但你的主要任务是导航通过迷宫般的水道,找到一本失落已久的日志的碎片。你可能偶尔会迷路,但这没关系。毕竟,这只是一个手机游戏,其背后的科学家正在跟踪你的表现,以衡量所有年龄段的人在空间导航能力方面的比较。
最终目标是使用这些数据在数百万患有痴呆症的人中尽早发现导航问题,希望这可能为这种破坏性疾病带来更好的测试。“通过创建人类空间导航的全球图表,我们希望为阿尔茨海默病的诊断创建下一套工具,”伦敦大学学院的神经科学家雨果·斯皮尔斯说,他是手机App游戏“海洋英雄探险”背后的科学家之一。斯皮尔斯本周在圣地亚哥举行的神经科学学会年会上展示了首轮分析的结果。初步研究结果提供了健康人群导航能力的基线测量,揭示了基于年龄、性别和居住国家的差异。
“痴呆症有很多特征,要么是非认知性的,要么是不容易或常规测量的——例如步态、神经精神症状或行为的变化——这些都可以提示潜在的疾病,”卡尔加里大学的神经精神病学家扎希努尔·伊斯梅尔说,他没有参与这项研究。“定向和导航可能是这些特征之一,一种可靠的测量方法可能有助于早期检测或监测随时间的变化。”
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空间导航依赖于大脑区域,这些区域通常受到阿尔茨海默病早期阶段的影响。在严重和明显的记忆问题出现并确诊为痴呆症之前,他们可能会报告在周围环境中迷路的问题,并且经常在熟悉的社区迷路。然而,在早期阶段,很难知道他们受损的导航技能实际上是由于疾病还是仅仅是正常衰老的一部分——因为我们目前对什么是“正常”还没有确切的把握。
在他们最近的研究中,斯皮尔斯和他的同事旨在通过建立人类空间导航能力的标准来改变这种状况——有点像儿童的生长图表,但取而代之的是为成年人的导航技能建立一个共同的基线,这种技能自然会随着年龄的增长而下降。为此,研究人员需要大量的人——因此产生了通过游戏众包实验的想法。
在游戏中导航可能与在现实世界中寻找方向不完全相同。但人们可能在两种情况下都使用相同的认知机制,并且最近的研究表明,两者中的表现水平密切相关。“如果你擅长导航,你在游戏中也会表现出色。如果你不擅长在外面找到方向,你在视频游戏中也会挣扎,”斯皮尔斯说,并补充说他们的团队仍然计划在不久的将来将游戏表现与现实生活中的表现进行比较。
自从五月份推出以来,大约有250万人玩过“海洋英雄探险”(尽管不是每个人都完成了游戏的所有关卡,但每个关卡的数据都可以单独分析),这使其成为迄今为止最令人印象深刻的科学实验之一,仅仅是因为参与者的数量庞大。“据我所知,以前从未有空间导航如此大规模地被量化,”加利福尼亚大学旧金山分校的神经心理学助理教授凯瑟琳·波辛说,她没有参与这项研究。“我希望这些研究人员将有机会跟踪这些人,以衡量随着时间推移的表现变化,以及这些变化如何预测向轻度认知障碍或阿尔茨海默病的转化。”
到目前为止,“海洋英雄探险”的主要发现之一是随着年龄的增长而呈简单的线性下降:从19岁开始,空间导航能力逐年稳步下降。19岁的年轻人能够记住他们的起点,并通过向该位置发射信号弹准确地击中它,成功率为74%。而75岁的人只有46%的成功率。
另一个发现是,男性在这些特定任务上的表现似乎优于女性。尽管这一发现似乎符合长期以来的假设,即男性是更好的导航者,但它可能反映出男性在游戏方面有更多的经验。研究人员试图解释这种可能性,但仍然发现性别在表现上的差异。然而,斯皮尔斯指出,男孩和女孩在童年早期玩的游戏——这可能会影响大脑发育和空间技能——更难以解释。
研究人员还发现导航技能与参与者居住地之间存在联系。来自北欧国家(如芬兰、瑞典、挪威和丹麦)的玩家在来自190多个国家的玩家中表现出最高的导航技能。其次是来自澳大利亚和新西兰的人,然后是来自其他北欧国家的人。“问题是为什么。我们还没有答案,”斯皮尔斯说。“我们真的只是触及了表面。来自所有玩过游戏并投入了大量时间和精力的人的数据太多了。我们还有两年的分析工作要做。”
明年夏天,该团队计划开始测试痴呆症患者,将他们与健康人群的导航技能进行匹配。这种测试还可以提供优于目前临床使用的基于语言的记忆测试的优势,因为它允许研究人员比较来自不同国家的人,而无需担心因语言不同而可能产生的混淆因素。“我们希望这不仅有助于针对患者的主要初始症状,而且还可以提供一种通常不涉及语言的测试,可以在任何地方进行,”斯皮尔斯说。