我正在笔记本电脑上敲击键盘，彩色形状出现在屏幕上。如果新形状与前一个形状匹配，我就应该快速按下向右箭头键；如果不匹配，就按下向左箭头键。接下来，在一个注意力测试中，我正在虚拟轨道上拨动开关，将彩色火车引导到相应颜色的车站。这有点棘手，但并没有更有趣；我感到无聊，思绪开始游荡。突然，我有两辆火车即将驶入错误的车站，而且还有更多的火车不断出现。结果并不好。我决心弥补自己，于是咬紧牙关开始了下一个游戏。屏幕上出现方格网，其中一些方格短暂地改变了颜色，我必须记住它们的位置。随着我的游戏进行，方格网变得更大，更难以记住，但我还是获得了很高的分数。最终结论：我的记忆力排在第92百分位，速度排在第80百分位，而注意力排在第13百分位。我想问题确实出在注意力不集中上，但我是色盲也无济于事。
我刚刚完成了 Lumosity 的 Fit Test，这是一个免费的在线评估，也是吸引新客户的诱饵。Lumos Labs 是 Lumosity 程序的创建者，也是快速增长的“脑力训练”行业中最大的参与者之一，与 CogniFit、MindSparke、Cogmed、HAPPYneuron、Posit Science 和 Jungle Memory 等诱人的公司并驾齐驱。市场研究公司 SharpBrains 估计，2013 年全球在脑健康技术（包括软件和“生物识别技术”，如脑电图耳机）上的支出约为 13 亿美元，高于 2005 年的 2.1 亿美元。它预测，到 2020 年，这一数字将达到 60 亿美元。
早期的大多数客户是购买 Cogmed（该公司声称可以治疗注意力缺陷/多动障碍，即 ADHD，和其他学习障碍）等程序的学校和医疗保健提供商，但现在私人消费者已成为最大、增长最快的部分，其中以婴儿潮一代为主。他们被承诺提高心理表现和更健康的头脑的广告所吸引，这些公司声称训练可以帮助客户保持老年时的心理功能，甚至可以预防痴呆症。当根据 AARP 的一项调查，“保持头脑敏锐”比 50 岁及以上人群的身体健康更受关注时，这些呼吁势必会产生重大影响。广告通常还吹嘘产品是“由顶尖神经科学家设计的”并且是“经过科学测试的”。
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但是，脑力训练刚刚进入市场大约十年，质疑声就开始出现。怀疑论者指出，许多研究存在严重的缺陷，并对益处的证据提出了质疑。媒体报道很快开始谴责该行业——《纽约客》在 2013 年的一篇文章中宣称“脑力游戏是假的”。去年 10 月，一个由 70 多名神经科学家组成的团体在斯坦福大学长寿中心和柏林马克斯·普朗克人类发展研究所的支持下发布了一份报告，声明：“我们反对脑力游戏为消费者提供科学依据的途径来减少或逆转认知衰退的说法，因为迄今为止没有令人信服的科学证据表明它们可以做到这一点。”
现在，对认知训练的研究已成为相互冲突的研究和矛盾主张的海洋。意见分歧的原因有很多，但问题的根源在于学习和智力的复杂性——以及因此衡量认知方面的尝试。在一个即使是最有才华、最真诚和最勤奋的研究人员也经常无法排除所有可能的偏见或错误来源的领域，与行业相关的研究将受到特别的审查，因为当科学与商业交叉时，真相可能会成为牺牲品。
然而，从混乱中确实浮现出两个结论：以任何有意义的方式训练大脑，尤其是随着年龄的增长，非常困难。然而，让人看起来你已经成功了，却出奇地容易。
让自己更聪明！
对认知训练的研究至少可以追溯到三十年前，当时和现在一样，训练的圣杯是“远迁移”。这个科幻小说般的术语指的是心理技能的提高，远远超出了训练活动的重点，包括研究人员希望的，在现实生活任务中广泛有用的技能。
早期的研究仅成功地显示了在与训练本身非常相似的任务中的收益。例如，在 1982 年，心理学家卡琳·鲍尔（现任阿拉巴马大学伯明翰分校）和神经科学家罗伯特·塞库勒（现任布兰迪斯大学）进行了一项研究，他们训练人们检测屏幕上移动的点方向的细微差异。参与者越来越擅长辨别越来越小的差异，但改进仅限于实验中点的移动方向。如果平均路径旋转超过 45 度，改进就会消失，并且据推测，该训练与实际的视力任务（如驾驶）几乎没有关系。
然而，大约在此时，开始出现令人兴奋的线索，表明大脑即使在老年时也会发生变化。研究人员曾经认为这种称为可塑性的特性仅限于发育的关键时期。但是，各个医学领域的进展，最明显的是中风患者的康复能力，为整个生命周期的可塑性提供了新的证据。
对于认知企业家来说，更相关的是健康成年人的大脑也可以改变的迹象。最著名的例子是 2000 年埃莉诺·马奎尔及其在伦敦大学学院的同事进行的一项 MRI 研究，该研究表明，伦敦出租车司机（他们必须掌握城市的详细知识）与非出租车司机相比，他们海马体（用于存储导航信息的区域）的形状存在显着差异。出租车司机驾驶的时间越长，这些差异中的一些就越大。
但是，这些变化出现在那些获得了大量复杂的现实世界经验的人身上。典型的与年龄相关的可塑性下降实际上可能是出于某种原因而发生的：它并非完全是好事。在生命的后期，神经可塑性可能不如神经稳定性重要，神经稳定性使我们能够保持我们需要的学习和习惯。此外，可塑性在代谢上是昂贵的——需要大量能量——因此成年人的重大变化并非易事。
2000 年代初的一些发现最终表明，认知训练的效果可能不像许多人认为的那样有限。2002 年，斯德哥尔摩卡罗林斯卡研究所的托克尔·克林伯格领导的一个小组使用“自适应”记忆任务（难度随受试者的表现而变化的任务）训练患有 ADHD 的儿童。自适应训练基于一个广为接受的原则，即当人们被推到他们能力的边缘时，他们的学习效果最好，这样他们既不会太无聊，也不会太沮丧。与接受非自适应程序训练的小组相比，孩子们在推理和注意力测试中有所提高。该团队还发现了一些 ADHD 症状减轻的证据，指出孩子们不太可能在执行任务时转移视线。
认知训练的理想目标是工作记忆，它衡量我们在干扰面前保持和处理信息的能力。工作记忆充当一种心理工作空间。它参与阅读和解决问题，并与智商指标相关。与智力的联系尤其启发了当时都在瑞士伯尔尼大学的心理学家苏珊娜·M·贾吉和马丁·布施库尔及其同事开发了一项任务，让工作记忆得到锻炼。他们的“双n-back”训练向人们呈现两个同步的信息流：屏幕上出现的形状和口语字母的音频序列。参与者必须指出形状或声音何时与 n 个项目之前呈现的相同。该任务通过更改 n 的值来适应受试者的能力水平。
在 2008 年的一项研究中，贾吉的小组将 34 名健康的年轻人分为四组，他们接受了不同时长的训练。心理学家区分“晶体”智力（涉及后天获得的知识）和“流体”智力（即使用新材料进行推理的能力）。贾吉及其同事使用流体智力测试评估了训练的效果，该测试要求参与者找出抽象形状之间的关系。结论是：训练提高了流体智力，并且人们训练的时间越长，他们就变得越聪明。似乎受试者只需在实验室任务上练习几个小时就可以提高他们的流体智力。研究人员以前认为智力几乎是固定的，因此这一发现引起了轰动。远迁移的承诺已经实现。
贾吉从未寻求将双n-back 训练商业化，但它的版本现在出现在大多数公司的游戏库中（特别是 MindSparke 主要专注于 n-back 训练）。许多游戏制造商都引用 2008 年的研究作为证据，证明他们的脑力游戏是有效的——尽管贾吉与这些说法保持距离，并且是最近共识声明的签署人。
动机问题
远迁移似乎触手可及，但很快批评家再次对其产生了怀疑。主要的担忧之一涉及心理学中的一个核心问题：当其他人研究人类时，人类会以各种复杂的方式做出反应。在最近一系列的研究回顾中，佐治亚理工学院的心理学家指出，当人们知道自己正在被观察时，他们经常会改变自己的行为，通常是通过提高绩效来改变行为。
正如我自己发现的那样，动机可能对认知任务产生重大影响。许多研究，包括贾吉的研究，都使用了所谓的无接触对照组，他们研究期间在开始和结束时参加了测试，并且在这些时间之间与研究人员没有联系。这种方法节省了资金，但它本身就存在问题，因为与研究人员的互动较少可能意味着执行的动机较少。
补救措施是使用主动对照组，他们与研究人员的接触程度与测试对象相同。当一些研究人员这样做时，远迁移效应消失了。2013 年，奥斯陆大学的心理学家莫妮卡·梅尔比-莱尔沃格和伦敦大学学院的查尔斯·赫尔姆对来自 23 项工作记忆训练研究的数据进行了荟萃分析。他们发现，在非语言推理的远迁移指标方面略有增加，但在仅考虑使用主动对照组的研究时，则完全没有增加。（贾吉及其同事在 2014 年的一项研究中辩称，后来的研究未能重现他们的发现，原因是测试对象没有充分参与训练，因此没有获得训练的好处。）
在心理学家寻找远迁移的行为证据的同时，神经科学家正在探索训练是否可能引起神经活动的变化，从而证明被认为是大脑益处基础的生物可塑性。试图辨别活动变化的研究人员通常会要求参与者在功能性 MRI 扫描仪中执行一项任务，训练前后各执行一次。然而，解释这些结果可能很困难。问题在于，大脑活动的差异反映了认知能力的真正变化，还是仅仅反映了练习带来的心理策略的变化。此外，科学家无法预测受过训练的大脑会显示活动增加（意味着更多处理），还是活动减少（意味着更高效率）。
熟能生巧
由于远迁移难以实现和证明，因此大部分脑力训练都集中在“近迁移”上：对使用类似技能的任务赋予益处的练习。近迁移没有那么雄心勃勃，但也更少争议。许多研究表明，训练特定的认知能力（如记忆力）可以提高在其他使用该技能的任务中的表现，即使它不会导致推理任务等方面的提高。
然而，事实证明，展示绩效提高的原因并非易事。人们可以通过简单地练习来提高任何任务的水平，因此研究人员必须通过使用与训练任务不同的测试来证明训练带来的收益不仅仅是重复。然而，设计一项仅测试一项认知能力的任务几乎是不可能的。我们所做的一切都涉及多种认知过程，因此练习一项任务的效果会影响其他任务的表现[参见下文“区分脑力训练的真相与虚构”]。研究人员能够合理地确信改进反映了认知能力的真正变化，而不是练习带来的应试技巧的提高的唯一方法是，使用多种以不同方式测试该能力的测试来衡量每项结果。
比多项测试更好的方法是一组称为潜在因素测量的复杂统计技术，之所以如此命名，是因为它们揭示了潜在能力的改变。这些方法既需要大量的测试，也需要大的样本。例如，在 2010 年，德国国际教育研究所的心理学家弗洛里安·施米德克和卡罗林斯卡研究所的神经科学家马丁·洛夫登以及马克斯·普朗克人类发展研究所的乌尔曼·林登伯格在迄今为止最深入的训练研究之一中使用了潜在因素分析。他们的方案涉及 101 名年轻人和 103 名老年人，他们在六个月内平均进行了 101 次一小时的课程，进行了六项感知速度测试、三项工作记忆测试和三项情景记忆测试。研究人员使用了 14 项结果指标，涵盖近迁移和远迁移。他们确实发现了对情景记忆和推理的远迁移效应，这些效应在两年后仍然存在。但这些效果非常小，老年人没有表现出这些收益，这可能是因为可塑性下降，这表明训练对于最需要训练的人来说可能不太有用。
尽管此类研究代表了黄金标准，但它们很少见，因为所需的资源使其既繁琐又昂贵。在 2014 年对迁移研究的回顾中，施米德克及其同事发现，只有 7% 的研究使用了潜在因素测量，甚至不到四分之一的研究使用了多项测量。
具有讽刺意味的是，脑力训练技术可以产生可衡量的现实世界益处的可靠证据最终会在非常规环境中出现。速度处理训练基于一种称为有用视野的测量方法——您一眼就能看到的空间广度——这是由阿拉巴马大学的鲍尔和西肯塔基大学的心理学家丹尼尔·L·罗恩克尔在近 30 年前开发的。该任务包括注视中心物体，同时尽可能快地注意到其他物体出现在视觉外围的哪个位置。
验证功效的绩效衡量标准是什么？发生交通事故的风险。在 2003 年的一项研究中，罗恩克尔及其同事发现，训练导致驾驶测试中非常真实的危险操作指标下降了约三分之一。目前尚不清楚该训练是提高了认知能力，还是仅仅磨练了在某些实际情况下有用的技能，但对于在高峰时段坐在方向盘后面的人来说，这种理论上的考虑几乎无关紧要。“有大量研究表明，练习这些游戏的人会提高他们的游戏水平，”斯坦福大学长寿中心主任心理学家劳拉·卡斯滕森说。“真正的问题是，这是否会从实验室转移到改善功能？”在这种情况下，似乎确实如此。
买家当心
尽管地平线上偶尔会出现一线曙光，但脑力训练导致认知技能远迁移（无论是通过智商提高还是对现实生活功能的影响来衡量）的无可争议的证据仍然很少见，研究人员仍在争论近迁移的意义。因此，行业关于快速简便地提高智力、成绩甚至心理功能的说法越来越显得空洞。
对于公司和客户而言，同样令人担忧的是，脑力游戏针对单一认知能力的方式可能会消除有助于提高学习效率的多样性。例如，在 1978 年的一项研究中，当时都在渥太华大学的罗伯特·克尔和伯纳德·布斯发现，接受过在两英尺和四英尺远的距离投掷豆袋目标的儿童，在投掷到三英尺远的目标（他们从未练习过的距离）时，比仅在三英尺距离接受训练的儿童表现出更高的准确性，这表明调节关系的学习比特定经验更重要。
因此，脑力游戏的制造商可能正在采取完全错误的方法。他们将认知活动分解为简单的组成部分，并使用高度重复的程序来针对它们。这种模式可能会更快地提高游戏水平，但也可能会减少迁移。当 Lumosity 在其网站上承诺“每天只需进行 10-15 分钟的 Lumosity 训练，随着时间的推移，就可以提高 Lumosity 水平”时，这种说法可能是真的，但也几乎毫无意义。练习任何任务都不可避免地会帮助你做得更好，而不会必然提高你在其他任何方面的表现。换句话说，在屏幕上引导彩色火车不会改善你在世界上的命运。
然而，最有可能有效的游戏并不容易销售，因为它们非常具有挑战性。例如，双n-back 训练是一种非常困难和令人不快的体验——如果参与度最终成为获得益处的关键，那么这对行业来说是一个大问题。
无论如何，人们最好从事已知有回报的活动：自然复杂的活动，例如学习一门语言、学习一种乐器或进行体育运动，甚至是一些视频游戏。所有这些活动都同时且在不断变化的环境中调动多种认知功能，这种多样化的菜单更可能产生能力提升。身体和社交参与已多次与更健康的认知衰老联系起来。因此，如果你每天花 30 分钟训练你的大脑意味着你错过了和你的狗散步，那么你就是在用已知的益处换取一场赌博。
对于认知训练来说，现在还处于早期阶段。问题仍然是，商业已经领先于科学，大多数公司在编写营销材料时很少关注证据的真实状态。总有一天，研究可能会产生至少对某些人和在某些情况下有一定帮助的技术。
与此同时，我打算系上运动鞋，出门跑步。
区分脑力训练的真相与虚构
据称能让你更聪明的游戏可能名不副实
说法：脑力游戏由神经科学家设计并经过科学测试
有效性：属实
一些脑力训练机构（包括 Cogmed 和 Posit Science）确实是由科学家创立的，他们对自己的产品进行了一系列研究，独立研究人员也进行了研究。大多数公司至少将其游戏建立在科学家设计的认知任务之上，因此可以指出对这些任务的研究作为其游戏有效的证据。
说法：脑力训练将提高你在认知任务中的表现
有效性：属实，但通常毫无意义
如果训练没有导致给定任务的分数更高，那才是真正的意外。但是，这种改进并不表明认知功能得到提升。为了具有说服力，公司必须证明益处可以迁移到训练方案中心任务以外的任务。
说法：脑力训练可以治疗 ADHD
有效性：可能
研究人员报告了积极的结果，主要是针对 Cogmed 的工作记忆训练，对象是患有 ADHD 或其他注意力问题的儿童和成人。但总体而言，研究结果往往喜忧参半，许多积极的结果都受到了质疑。问题包括使用家长或老师评分等主观指标以及关于适当对照组的争议。
说法：脑力游戏可以预防认知衰退
有效性：可能，但可能不是
一些研究表明，某些类型的训练可以提高参与者在不同于方案重点的任务中的表现，无论参与者的年龄如何，但其他研究发现，老年人没有分享这些收益。完全缺失：对现实生活功能影响的令人信服的证据。
说法：脑力游戏可以预防或延缓阿尔茨海默病的发展
有效性：虚假
大多数公司实际上都非常谨慎，不明确声称其产品在治疗阿尔茨海默病方面有效，而是仅仅强烈暗示其产品可以预防或治疗这种情况。但研究表明，没有真正的证据表明认知训练可以预防阿尔茨海默病或一般痴呆症。
说法：脑力训练可以让你在道路上更安全
有效性：属实
找到了！有力的证据表明，提高速度处理任务的表现（训练人们尽可能快地处理他们的整个视野）可以提高驾驶表现，包括减少在实际驾驶测试中犯下的危险操作数量。