本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
如果说人类思维的局限性有一条普遍规律，那就是我们不擅长多任务处理。旧谚“团结则存，分裂则亡”同样适用于注意力机制，就像适用于爱国事业一样。当专注于单一任务时，大脑表现出色；当多个目标分散其注意力时，错误就变得不可避免。
但明显的例外情况挑战了这条普遍规律。两周前，成千上万的电脑游戏爱好者涌入罗德岛州普罗维登斯市中心的会议中心，观看一些这些例外的行动。他们正在参加世界上最热门的电脑游戏之一星际争霸2的锦标赛。在灯光昏暗的开放大厅中，大约五十台电脑前，选手们的手指在键盘上飞舞，如同蜂鸟在空中盘旋。许多从韩国飞来参赛的选手，竞相在各自的组别中晋级决赛。这场比赛绝非儿戏，奖金证明了这一点——50,000美元的奖金归于冠军，一位名叫Leenock的16岁韩国人。在普罗维登斯展示的敏捷性——体现在选手们的多任务处理、不停的决策制定以及令人惊叹的手指速度——并没有被认知科学家忽视。
几十年来，另一种游戏——国际象棋——一直占据着“认知科学的果蝇”的崇高地位——科学家可以用来研究专家如何比我们其他人更优秀的模型生物。然而，星际争霸2可能会成为猕猴：它增加的复杂性最初可能会让研究人员感到困惑，但答案最终可能会更具启发性。
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这款即时战略游戏要求玩家疯狂地追求众多同时进行的目标，其中任何一个都可能在眨眼间发生变化。玩家扮演上帝般的角色，控制一群生物，带领他们发展经济并为与邻近社会的小规模冲突做准备。星际争霸2在游戏玩家中广受欢迎——在2010年发行时是最畅销的电脑游戏——对于研究人员来说，其吸引力在于每场游戏产生的数据。当两名玩家对战时，他们的电脑会记录下游戏中采取的行动。这些被称为回放文件的日志反映了玩家在游戏每个阶段的想法。“我想不出星际争霸中没有涉及的认知过程，”西蒙弗雷泽大学的认知科学家马克·布莱尔说。“这是工作记忆。这是决策制定。它涉及非常精确的运动技能。一切都很重要，一切都需要协同工作。”
这种智力严谨性和相应的数据轨迹，在全球成千上万的玩家中成倍增加，使星际争霸成为科学家们现在才开始利用的无与伦比的资源，用于研究注意力、多任务处理和学习。（粗略估计，在撰写本文时，暴雪娱乐公司（星际争霸的创造者）的服务器上正在进行大约 11,000 场游戏。）最近关于电脑游戏的实验开始表明，玩家发展出的技能可能在其他环境中也很有用——这些技能可能使这些人能够更好地应对某些类型的信息过载。在布莱尔的监督下，数千名游戏玩家正在为一项名为SkillCraft的项目做出贡献，以了解专家与新手以及介于两者之间的所有人的区别。从各方面来看，这项对星际争霸玩家的研究是世界上最大规模的关于专业知识如何发展以及最终关于我们如何学习的实验。
电子游戏研究已经到了一个转折点：心理学家不再仅仅询问某些游戏中的暴力是否会腐蚀年轻人的思想，或者游戏是否具有危险的成瘾性，从而腐蚀年轻人的思想。至少在某些情况下，游戏玩家因其培养的特定学习形式而受到认可，其数据轨迹最终可能揭开人类大脑的一些主要奥秘。
为什么选择星际争霸
要真正理解为什么科学家转向星际争霸 2，您需要了解一些游戏的基本知识。两名玩家通过互联网连接，争夺对一块领土的控制权，他们拥有该领土的鸟瞰图。每位玩家都从三个种族之一的小型基地开始——人族（人类）、虫族（类昆虫生物）或神族（光合作用外星人）。要获胜，一个种族的军队必须击败另一个种族，这是一个足够简单的目标。但是，游戏中可能发生变化的变量数量是巨大的，需要不断地对策略进行细微调整。与棋盘游戏不同，星际争霸玩家不轮流行动——他们只是尽其所能地行动，并希望他们的对手没有那么快。
该种族的第一个任务是开始提取矿物和虚构的瓦斯，这构成了星际争霸经济的基础。每位玩家都必须平衡发展经济生产与发展战斗机、防御工事，最终建立更多基地。玩家还必须尝试识别对手的经济和军事战略，对手的基地最初是隐藏的。随着矿物和瓦斯生产的增加，游戏玩家获得资金来发展更先进的技术、更大的经济或更多的战斗机。星际争霸2 的总体战略挑战是决定在发展经济或军队上投入多少时间和金钱。
但这只是一个层次的游戏。当你攻击时，你不仅仅是派遣战斗机——你通过用鼠标点击它们并让它们移动来手动控制它们。熟练的玩家会监控战斗前线各个战斗机的生命值，并在它们失去力量时将其拉回后方，让它们有时间恢复，而新鲜的部队则首当其冲。在任何给定时间，您都可以在地图上随意移动几十个具有不同能力的战斗机，众多劳工忙于开采矿物和瓦斯，各种设施正在生产应立即部署的新工具和资源。由于有如此多的可移动部件，即使是顶级玩家也可能会陷入瘫痪。
将这些目标转化为认知负荷，大脑的执行功能管理着游戏的大部分需求。可能会使用几种类型的记忆来跟踪手头的武器和地图上多个物体的位置；注意力系统允许玩家计划未来的行动，将注意力转移到地图周围的不同活动，并评估敌人的策略。需要运动技能来快速点击地图周围以移动和实施行动。
简而言之，这款游戏是一项无情的多任务处理和持续决策制定练习。获胜者通常是能够做出最多动作的人——精英玩家可以每秒执行大约 5 或 6 个动作，这转化为一连串的按键和鼠标操作（参见上面的视频）。
但是，您不必成为精英才能从心理学的角度来看具有吸引力。根据娱乐软件协会的数据，72% 的美国家庭玩电脑或电子游戏。随着人们在各个年龄段都玩游戏，科学家们越来越好奇，在视觉上引人入胜的软件（就星际争霸和类似游戏而言，认知要求很高）如何与大脑互动。“从认知运动系统的角度来看，星际争霸是您可以在网上做的最有趣的事情，”布莱尔说。
脑力训练的麻烦
现在困扰心理学家的问题是，我们其他人是否可以从这些高度专业化的多任务处理游戏玩家那里学到什么。也许我们也可以每分钟完成大约 300 件事——如此高的生产力！也许我们可以学会更快地掌握新技能或使用此类游戏来延缓衰老。
经过适当的练习，人类似乎在他们处理的几乎任何任务上都有所提高。让我们雕刻一个匹诺曹形状的蛋糕，只要有足够的时间和动力，我们很可能会做到。但是多任务处理能力往往会抗拒练习。也许星际争霸以某种方式拥有可以将我们转变为成功的多任务处理者的灵丹妙药。
部分问题在于，一旦发展起来，人类的技能通常会保持特定于原始任务。例如，国际象棋专家在短暂接触后，对棋盘上棋子的位置的记忆明显优于非专家。这正如您可能预料的那样：多年的练习已经使您对兵、车和马的排列方式以及它们所代表的战略机会有了深入的了解。但是，当被要求记住随机放置的棋子排列时，国际象棋玩家的表现并不比其他人好，这些配置不可能出现在游戏中。在许多其他领域的实验中，已经证明了类似的缺乏转移。
然而，在过去的十年中，一些实验开始表明，电子游戏可能确实可以教授可转移的技能。罗切斯特大学的认知科学家达芙妮·巴维利尔和她的同事们利用电子游戏来研究人类擅长哪些类型的学习，并且在此过程中，他们发现了一些有希望的、即使是适度的脑力训练例子。（当科学家寻找从一个领域转移到另一个领域的最新获得的能力时，他们会将这些能力归结为如此基本的技能，以至于您可以原谅自己回应时只会挑一下眉毛。）
早期结果表明，游戏玩家可能具有更快的视觉反应时间、更强的视觉运动协调能力以及更高的空间布局可视化能力。他们也可能更擅长在脑海中旋转物体，并且可能更敏锐地区分移动物体的轨迹。玩家在同时关注多个物体时也可能更具优势。
由于测试并未完全模拟参与者所玩游戏的特性，研究人员乐观地认为，更通用的技能得到了提升。“在星光点缀的‘太空’中追逐怪物，与确定统一灰色背景上的单个黑色‘T’的方向之间，几乎没有明显的联系；在拥挤的城市中驾驶汽车，同时向敌方车辆射击，与计算黑色背景上快速闪烁的白色方块的数量之间，也没有明显的联系，” Bavelier 及其同事在 2008 年发表于《心理学与衰老》的文章中写道，以支持迁移效应。
然而，文献界并非一致认同。一些研究未能重复游戏带来的益处，正如最近的一篇评论文章指出的那样，并且该领域的大多数实验都在努力证明他们已经排除了安慰剂效应的所有有害影响。
这些研究绝大多数集中在第一人称射击游戏上，这种游戏可能只与实时战略游戏有一些共同的特点。尽管如此，《星际争霸2》社区的一些小提示也表明，玩家可能正在发展一些通用的专业知识。目前大多数顶级玩家最初都参与了最初的《星际争霸》（一个明显相关但仍然不同的游戏）或《魔兽争霸》（实时战略主题的另一种变体）。当然，选择偏差可能会使情况变得模糊：被这些类型游戏吸引的精英玩家可能已经具有比一般人更强的多任务处理能力。即便如此，长期玩家在新游戏中具有显著优势的事实表明，他们已经磨练出某种《星际争霸》式的技能。
在今年发表的一篇论文中，认知科学家Joshua Lewis和加州大学圣地亚哥分校的同事分析了玩家在 2000 场游戏中采取的行动，以了解哪些能力可以作为成功的标志。与之前在玩家玩游戏前后测试参与者以观察他们的行为是否发生变化的研究不同，Lewis 及其同事采用的方法使他们能够寻找玩家正在做和感知方面的具体差异。
他们追踪了几项指标，包括玩家每分钟采取的行动次数以及地图上行动发生位置之间的距离。不出所料，他们发现移动次数最多的玩家往往会获胜。更有意思的是第二个计算结果。在地图上更广泛地分配行动（作者认为这反映了玩家分配注意力的能力）也与获胜高度相关。
现在的问题是人们是否可以学习更有效地分配注意力。专业的《星际争霸》玩家隶属于团队，有教练和训练计划，他们将大部分时间用于发展自己的能力。“如果有一些方法可以培养多任务处理技能，我们或许能够找到一种训练人们更好地分配注意力的方法，” Lewis 说。“也许这些团队已经隐式地了解了这一点。”
一种新的模式生物？
在传统的专业知识实验中，研究人员会将大约十名排名靠前的专业人士纳入研究，并将其与类似数量的初学者进行比较。使用《星际争霸2》，科学家可以挖掘从菜鸟到冠军各个阶段的玩家的回放文件。
西蒙弗雷泽大学的科学家 Blair 负责 SkillCraft 项目，他要求所有能力水平的游戏玩家提交他们的回放文件。他和他的同事收集了 4500 多个文件，其中至少 3500 个可以实际使用。“我们所获得的是以前没有人能够获得的专业知识的卫星视图，”他说。“我们有数百名基本水平的玩家，然后是数百名水平略好一些的玩家，以此类推，分为 8 个不同的玩家类别。”通过比较低水平玩家和能力链上其他游戏玩家的技术和属性，他们可以开始辨别技能是如何发展的，并且或许从长远来看，可以确定最有效的训练方案。
Blair 和 Lewis 都看到了游戏与应急管理系统之间的相似之处。在高压危机情况下，负责协调响应的人员可能会发现自己面临着相互竞争的需求。警报可能会提醒他们，城镇的一个地方发生火灾，几条街外爆发骚乱，以及其他地方的饮用水受到污染。在同样紧急的活动中保持冷静和分配注意力的心智任务可能与《星际争霸2》的核心挑战非常相似。“对于紧急情况，你不能每天训练八个小时。你一生中会遇到两次紧急情况，但你最好表现出色，因为这关乎生命，” Blair 说。“在《星际争霸》之类的游戏中训练可能真的很有用。”
的确如此。但他们知道我们真正想要什么。更有用的是，偶然发现隐藏在回放文件中的多任务处理秘密，然后将它们提炼成对我们其他人有用的提示。