大脑训练软件提升驾驶技能

基于认知科学的电脑软件能否提升老年驾驶员的技能?

在黑色电影经典《双重赔偿》中,保险代理人被描绘成冷血地追求事实。但直到我看到保险公司好事达最近的一则广告,我才意识到保险代理人对神经科学的重视程度。好事达建议家长投票支持分级驾驶执照法,因为青少年的“背外侧前额皮质”尚未成熟。

正如这则广告所暗示的那样,汽车保险费率存在年龄段划分是有原因的。我们的驾驶方式取决于我们的大脑,它从不成熟开始,经历短暂的巅峰,然后常常缓慢地走向衰老。

驾驶能力的一个重要因素是大脑如何处理视觉。毫无疑问,整体视力会随着年龄增长而下降。“有效视野范围”(UFOV)也会下降,即在不移动眼睛或头部的情况下,您可以获取信息的视野范围。较小的UFOV与发生事故的较高概率相关。


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视觉表现的一些与年龄相关的下降是不可逆转的。但这并不意味着对此无能为力。大脑具有可塑性,这意味着它可以通过生长新的连接来响应新的活动。这就是计算机训练程序发挥作用的地方。诸如ACTIVE之类的临床试验,该试验在1990年代后期招募了2802名老年人参与一项关于训练记忆力、推理能力和处理速度的长期有效性的研究,表明定期使用这些程序可以改善一般的认知功能。

视觉处理方面也可能发生类似的情况。在2003年《自然》杂志上发表的一篇论文中,罗切斯特大学的心理学家肖恩·格林和神经科学家达芙妮·巴维利尔发现,玩《荣誉勋章》等动作视频游戏可以改善视觉处理的指标,包括UFOV。格林和巴维利尔认为,玩这类游戏“能够从根本上改变视觉注意力处理”。

两家提供认知训练软件的公司也为专门想要改善视觉系统的人们提供产品:旧金山PositScience公司生产的InSight和以色列Cognifit公司生产的Cognifit Senior Driver。之前我评测过旨在改善认知的计算机程序[参见卡斯帕·莫斯曼撰写的《大脑训练器》;《大众科学·思想》,2009年4月/5月/6月]。最近我尝试了视觉处理软件。我试用了InSight和DriveFit一周。我甚至拉上我66岁的母亲玛丽·莫斯曼一起试用,看看它们对老年目标受众的效果如何。

在读到弗吉尼亚州一名六岁男孩安全地驾驶他母亲的福特金牛座以超过60英里/小时的速度去上学的新闻后,我决定将这些游戏与流行的《侠盗猎车手》进行比较。这个孩子是在《侠盗猎车手》上训练的。这款流行的快节奏视频游戏能否为喜欢冒险的老年人提供一种令人上瘾、可玩的替代训练软件?

启动引擎
Cognifit提供认知训练软件,也提供改善驾驶员视觉皮层系统功能的软件。我测试了Cognifit Senior Driver(每月19.95美元或每年179美元),Cognifit于2009年10月在线发布。(我母亲使用的是早期的基于CD的版本Golden DriveFit。)

首先,我接受了初步评估以建立基线。通过这个水平后,我遇到了一系列练习。其中一个游戏旨在加强“分散注意力”,您基本上是在玩经典视频游戏Pong,同时每次在周围出现两个相同的物体时按下空格键。它给大脑带来了拖累,这与我不得不从辅路左转到繁忙的林荫大道,同时追踪右侧、左侧和前方的交通时的感觉非常相似。“关于分散注意力是否真的存在,目前还没有定论,”认知心理学教授、Cognifit创始人兼总裁什洛莫·布雷兹尼茨说。“这可能只是注意力从一项任务到另一项任务的非常有效的‘切换’。”

布雷兹尼茨说,Cognifit在分析驾驶员的表现时发现,随着年龄的增长,我们失去了发现右侧快速驶来的物体的能力。“对左侧的偏好非常明显,尤其是在您只有很短时间的情况下,”他说,并指出这种现象很可能与左半球的运动优势有关。Cognifit Senior Driver游戏Sign Posts旨在加强周边视觉。道路标志——例如警告可能有鹿在路上——短暂地出现在屏幕的最左侧或最右侧。然后,玩家会看到四个标志,并被问及其中是否有任何一个与第一个标志匹配。算法会适应右侧的任何潜在弱点。

Cognifit Senior Driver还具有一项练习,表面上可以通过要求您点击一个圆圈并将其操纵通过迷宫来提高手眼协调能力。这是一项棘手的工作。我母亲觉得协调游戏很难,这是可以理解的。她使用的是带有触摸板的笔记本电脑而不是鼠标。这种体验提出了一个重点:没有多少老年人拥有符合人体工程学的设置,这将使程序更易于使用。

另一款游戏要求用户估计在屏幕上移动的物体的相对速度——有些形状像汽车,有些则不像。对于驾驶员来说,此功能似乎非常重要,尽管布雷兹尼茨承认该程序无法重现实际体验。“但我们对模拟真实事物不感兴趣,”他说。“我们正在迫使大脑做一些与您以前做过的事情同的事情。” 事实证明,这方面是脑力训练的一个重要主题。

Cognifit Senior Driver对我来说很辛苦,就像Golden DriveFit对我母亲来说一样。“我发现练习游戏很累,”她评论道。如果Cognifit有商业合作伙伴,可以将得分兑换成实物产品,她会更愿意坚持下去:“即使是一杯拿铁咖啡也会成为我的动力。” 布雷兹尼茨说,她可能觉得Golden DriveFit很难,因为它没有Cognifit Senior Driver中加入的智能自适应功能。我尝试了这两个版本,发现Cognifit Senior Driver在匹配我的技能水平方面确实比Golden DriveFit更灵活,但在后来的版本中,重复性任务的基本枯燥仍然存在。

我母亲在以宇宙飞船为特色的短期空间记忆任务中表现最佳,而在分散注意力方面表现最差。为了替她那一代人无法跟上计算机训练的年轻人的步伐辩护,她提醒我,年轻人也有缺陷:“当然,老年人需要锻炼分散注意力。但也许年轻人应该努力延长他们的注意力持续时间。”

在使用Golden DriveFit后,我母亲没有立即注意到她的驾驶有任何改善。但她住在加拿大新不伦瑞克省北部,那里的交通稀少,十字路口很简单,最大的道路危险是迷路的驼鹿。“我可以想象,在繁忙的城市里,这个程序会更有帮助,”她说。

当我之前评测脑力训练程序时,我事后发现我更能记住电话号码了。好像它们是闪存卡,在您需要时弹出。我母亲也有类似的经历——她的记忆力有所提高,但驾驶技术没有提高。“我确实记住了一个[书中]的页码,这通常是我不会期望的,”她说。

驶上高速公路
我试驾的下一个程序是PositScience公司的InSight(PC或Mac版售价395美元)。构成InSight的五个游戏中有四个是基于卡琳·鲍尔和丹·罗恩克开发的标准测试中的练习,这两位学者提出了UFOV的概念。鲍尔和罗恩克创立了Visual Awareness公司,将其测试推销给保险公司等客户。PositScience重新设计了这些练习,使其更有趣,并提高视觉记忆以及UFOV。第五个游戏是Sweep Seeker,它可以提高接收来自眼睛输入的脑神经元的速度。

“人们没有意识到大多数活动都是全脑活动,”PositScience科学家亨利·马恩克说。“很容易说您正在瞄准一小部分。” 但是,当您驾驶时,不仅仅是一个大脑区域参与其中。您的眼睛将信息发送到初级视觉皮层和枕叶的其他部分;处理后的数据移动到顶叶,顶叶负责方向和注意力。额叶做出决定并命令运动皮层在行人位于汽车前方时踩下刹车。“了解信息的流动非常重要,”马恩克说。MRI图像显示,InSight中的练习激活了视觉路径中的重要区域。从长远来看,他说,“会发生物理性的湿性变化——建立新的突触,加强现有的突触。脂肪髓鞘更厚地包裹轴突。”

InSight的会话持续约45分钟,而Cognifit Senior Driver为20分钟。您玩一套游戏,并且在您第一次玩每个游戏时,InSight会对您进行严格的评估。这些评估是InSight的主要缺点。我发现InSight比它的老兄弟,认知训练程序Brain Fitness更有趣。但有时这种满足感似乎过分了。Sweep Seeker有时似乎可以自行运行,当您触发一连串对齐并消失的图块时——很像弹球机有时会发出的钟声和灯光的高潮。

PositScience联合创始人兼首席科学官迈克尔·默泽尼奇表示,这种过剩是故意的。研究表明,玩视频游戏会释放多巴胺,多巴胺是一种在奖励回路中很重要的神经递质。“众所周知,当您去拉斯维加斯时,阿尔茨海默病的症状通常会消失,”他说。

在Sweep Seeker中,一组平行线出现在一个小电视屏幕上,这些线快速移动以会聚或发散;这些被称为盖伯模式。您必须决定刚刚发生了什么,这个过程旨在提高早期视觉皮层中神经元的性能。“我们试图实现的主要目标是让用户在空间上记住和重建信息,”默泽尼奇说。“这就是为什么我们猛击像对线条进出做出快速决定这样愚蠢的事情。我们试图提高提取的质量。”

在Bird Safari中,它针对UFOV,您在屏幕中心看到一只鸟,不久之后它消失了,取而代之的是一群鸟,它们在周围短暂闪烁。您必须单击包含与您最初看到的鸟匹配的单只鸟的扇区。Bird Safari和Jewel Diver——一个贝壳游戏,您在晃动的气泡后面追踪隐藏的珠宝——与驾驶没有直接联系。但是,与Cognifit Senior Driver的Pong游戏一样,当您玩它们时,您可以感觉到精神肌肉在伸展,就像您在交通复杂的五岔路口遇到高峰时一样。

不幸的是,我没有机会从我母亲的角度了解老年驾驶员使用这个程序的情况。当她安装并尝试使用InSight时,一些计算机故障使她一遍又一遍地重复第一次评估。“这不是孩子们玩了就不想停下来的那种东西,”她冷冷地说。PositScience技术支持无法解决她的问题,因此她无法运行完整程序。

寻找冒险
“人们认为这些程序是马马虎虎的,”默泽尼奇谈到他公司的InSight时说。“但我们已经超越了这一点。人们不明白的是,这实际上是药物,而且在不久的将来他们会明白的。”

如果脑力训练是药物,那么Cognifit和InSight就是青霉素——而《侠盗猎车手》就是快克可卡因。动作丰富的GTA系列视频游戏因其无缘无故的暴力行为而受到抨击。但不可否认的是它们很有趣。当我“试驾”《侠盗猎车手》(罪恶都市,背景设定在迈阿密)时,我的午休时间消失殆尽。在错误的道路上行驶,碾压行人并偷走他们的钱,劫持救护车——它可以让您做任何事。但我确实想知道,我试图用冲锋枪扫射30名帮派成员,我的大脑可能会从中获得什么有益的效果。

大脑和认知科学教授巴维利尔发现,动作视频游戏对视觉系统具有显著而持久的影响,这种影响远远超出了游戏本身。“它们对基本视觉、注意力和您如何监控视觉场景都很有好处,”她说。枪战大屠杀呢?“您更擅长监控视野中的几个不同物体——这被称为基于对象的注意力。” 巴维利尔发现,三个关键因素决定了动作视频游戏改善视觉系统的能力:它必须要求处理速度;它必须要求灵活分配资源;并且用户必须通过掌握获得自信。

也许不出所料,我母亲对玩《侠盗猎车手》没有任何兴趣,所以我不得不自己进行训练。我可以报告说,《侠盗猎车手》对驾驶员的大脑有相当大的影响。它削弱了抑制力。当我在购物之旅中驾驶家里的斯巴鲁时,我更加注意人行道上的行人,但我的脑海中有一个小声音告诉我撞倒他们并抢走他们的现金和毒品。我的善良本性感到震惊。也许玩这个游戏提高了我的基于对象的注意力,但复杂的心理学在起作用,很难弄清楚玩这款特定的视频游戏对驾驶员——或保险公司——是否有净收益。而且,毫不奇怪,它的刺激最适合睾酮水平高的年轻男性。

即将到来:折扣?
我询问临床神经科学家彼得·斯奈德,InSight和Cognifit Senior Driver等程序是否真的能有效改善老年驾驶员的脑功能和驾驶能力。斯奈德最近回顾了脑力训练的科学文献[参见罗伯特·古迪尔撰写的“脑力训练游戏和软件有效吗?”,头条新闻;《大众科学·思想》,2009年7月/8月]。他的结论是,只有PositScience有理由声称其认知训练产品有效。

斯奈德认为,问题在于很难衡量特定任务的改进,因为用于衡量改进的测试与任务本身过于相似。但是,斯奈德说,对于视觉处理(与认知相反),我们很可能会得到一个直接的答案,因为训练——在诸如Jewel Diver之类的游戏中——与实际驾驶截然不同。至于这两个程序是否有助于提高驾驶水平,他说,“衡量驾驶模拟器中的进步比设计研究来确定老年人是否思维更好要容易得多。” 他“谨慎乐观”地认为InSight和Cognifit Senior Driver可能会像其制造商声称的那样有效。

为了确定使用这些程序来提高驾驶技能是否真的有效,好事达已与PositScience合作进行一项正在进行的研究。宾夕法尼亚州超过5000名好事达客户(均超过50岁)接受了InSight培训;该公司目前正在将这些驾驶员的事故数量与对照组进行比较。

好事达发言人克里西·波西说,“如果完成该软件确实能提高驾驶水平,好事达希望为驾驶员提供折扣。” 另一方面,对于那些未通过UFOV测试或无法完成InSight的人,保费可能会上涨。但是,那些认为这不公平的人将面临像《双重赔偿》中虚构的太平洋全风险公司的理赔员巴顿·凯伊斯一样冷酷无情的保险代理人,他确信菲利斯·迪特里希森的丈夫不可能从一辆缓慢行驶的火车上摔死。

注意:这个故事最初印刷时标题为“驾驶与大脑”

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