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摘要

几十年来，人们一直在激烈地争论电子游戏对玩家的确切影响。研究人员也无法就电子游戏对认知控制的影响达成一致。一些研究人员发现，电子游戏对持续注意力、工作记忆和认知灵活性有害。而另一些研究人员则声称，电子游戏体验对视觉空间认知、执行控制功能和认知能力的提高有有益的影响。为了找出导致该领域研究结果不一致的隐藏因素，本研究对游戏类型、认知控制测量和玩家在电子游戏中的主观沉浸度进行了严格的控制，希望以更微妙的方式探究电子游戏对认知控制的影响。

在这项研究中，45名参与者被随机分为三组。一个是对照组;他们被要求使用互联网搜索与某一主题相关的信息。另一组是无音乐游戏组;他们被要求在不戴耳机的情况下玩一个策略游戏(红星2)。最后是音乐游戏组;他们玩同样的游戏，但带着耳机欣赏背景音乐。各条件均持续20min。在正式实验前，所有参与者都要完成一个N-back任务，并将表现作为最终分析的协变量。实验结束后，被试要完成一项彩色Stroop任务，结果作为认知控制能力的指标。 The results showed that the no-music video game can significantly improve players’ reactive control. The music video game had a significant benefit on the proactive control compared to the control group and no-music video game group. Present research indicated that when the strategy video game was played without background music, it just improved the reactive cognitive control like other kind of video games did. The background music made strategy video game more strategically, which significantly increased the proactive cognitive control ability.

关键字

策略视频游戏，背景音乐，反应性认知控制，主动认知控制

简介

根据第29次中国互联网发展状况统计报告根据中国互联网络信息中心发布的数据，截至2011年底，中国网络游戏玩家人数已达3240亿人(2010年为3040亿人)，并以6.6%的速度增长。基于人群的样本显示，儿童和青少年的平均游戏时间为每周7至13小时。玩电子游戏已经成为儿童和青少年最流行的娱乐形式。电子游戏的流行使得研究玩电子游戏可能产生的影响的必要性凸显出来。

目前对电子游戏的研究大多集中在其负面影响上，如游戏暴力导致的成瘾[2-7]。现在有许多研究着眼于所谓的病态游戏或电子游戏“成瘾”。许多研究人员将电子游戏的病态使用定义为病态赌博，重点关注对家庭、学校、职业和心理功能的损害。另有大量研究者关注暴力电子游戏对攻击行为的影响[6,7]。实验、相关和纵向研究发现，电子游戏暴力可以在短期和长期显著增加攻击性思想、情绪和行为[9,10]。此外，大量文献也表明，玩暴力电子游戏会加剧注意力问题[11]，产生对暴力的脱敏，减少同理心[12]和帮助，并降低学习成绩[9]。

近年来，科学家们越来越多地开始研究将这种非常流行的媒体用于积极目的的潜力。一些研究表明，电子游戏可以提高广泛的视觉和空间技能[14]，可以是非常有效的教师[15]。此外，亲社会电子游戏已被证明可以促进相关的亲社会行为[16]。现在有一种倾向，认为电子游戏的负面影响在过去被夸大了，这是一个检验电子游戏是否可以被好好利用的好时机。

其中，认知控制与电子游戏体验之间的关系备受关注。[17]发现，在有行为障碍和控制障碍的青少年中，玩电子游戏和在彩色单词Stroop任务中的表现呈负相关。[18]发现，媒体暴力暴露程度较高的个体在前扣带皮层和额下回的激活程度较低，这可能表明在执行Stroop任务时未能招募认知控制网络。此外，Swinget al。[19]报告了电子游戏体验与注意力缺陷和多动相关症状的综合指数之间的正相关。这种现象揭示了电子游戏体验对自我报告的注意力障碍水平的独特影响。

但恰恰相反，大量的具体研究得出了相反的结果。绿色et al。[20]发现，电子游戏玩家在各种需要注意力的任务上表现出卓越的视觉表现，包括空间目标定位、快速目标识别和多目标跟踪。电子游戏玩家可能对任务转换有更好的控制，也有更好的暂时注意力处理[21]。卡斯特尔et al。[22]表明，电子游戏玩家可能在更高层次的执行控制能力方面受益，可以更有效地控制和分配选择性注意力。此外，Bailey[23]发现，暴力游戏玩家与非游戏玩家和非暴力游戏玩家相比，似乎有更大的理解广度和视觉短期记忆容量，这种改善可以在短短10小时的电子游戏训练中观察到[24,20]。

有几个因素可以解释这个领域中这些不一致的结果。首先，认知控制能力的测量还没有统一。一些研究人员认为，认知控制可以分为几个小的因素，分别进行测量。因此，许多研究者试图从认知控制能力的各个组成部分，如注意分配和切换能力来研究认知控制能力[21,22,25-32]。

然而，也有研究者从认知控制理论的双重机制(Dual Mechanisms of cognitive control Theory)中，基于认知控制的主动模式或反应模式对电子游戏对认知控制能力的影响进行了研究[6,23,33]。对认知控制能力的不同关注必然会导致不同的结果。

第二个原因是研究中使用的电子游戏在类型上是多样化的。

caldwell[34]曾声称，研究电子游戏的一个关键问题是，它们不能被视为一种一致的媒介。从整体来看，电子游戏领域很难被认为是统一的。针对这种情况，不同的研究人员在研究不同类型的电子游戏对认知控制能力的影响时，采用了不同类型的电子游戏。其中包括暴力电子游戏[20、21、23、25、26、28、29、31、36]。不同类型的游戏，甚至是不同的子类型的游戏，都会部署不同的能力。毫无疑问，他们从实验中得到了不同甚至相反的结果。

另一个被忽视的可能导致不同结果的因素可能是玩家在电子游戏中的沉浸状态。沉浸感是电子游戏体验的一个方面，被普遍认为是游戏整体成功的重要因素，它反映了玩家与游戏环境之间的非中介性幻觉，所以玩家会直接沉迷于虚拟环境和发生在那里的故事。沉浸感被视为游戏体验的一部分，是理解玩家和游戏体验之间关系的关键。电子游戏中不同的沉浸状态直接影响着电子游戏内容对玩家[39]的影响。然而，以往的研究人员在实验中很少考虑到这一重要的不确定性。所以有必要看看玩家在不同的吸引人的电子游戏中是否会有不同的表现。

本研究

在探究电子游戏对认知控制能力的影响时，为了找出导致结果不一致的隐藏原因，我们基于上述三个可能的混淆变量进行了研究。

在目前的研究中，随机选择了三组参与者。在游戏玩法之前，所有人都应该完成一个N-back任务。然后将一组作为对照组，要求他们在电脑上通过互联网搜索与空中交通管制员相关的信息20分钟。另一组被要求在不戴耳机的情况下玩一种策略电子游戏(红色警报2)20分钟。最后一组与上述组一样，只是在游戏过程中戴着耳机欣赏游戏背景音乐。在完成这个过程后，他们被要求完成一个经典的颜色stroop任务。Stroop任务的表现只是认知控制能力的指标。

使用对照组的目的是使结果更有说服力。对照组的参与者在电脑上工作，但没有玩任何电脑游戏，因此没有实验条件下的参与者那么多的认知过程。这个程序还允许从这个实验中得出的任何结论都归因于条件，而不是实践效果。

策略类电子游戏对认知控制能力有特殊的影响，因此采用策略类电子游戏进行研究。近年来，大多数关于电子游戏知觉效应的研究都利用了一种特定的类型，即快速动作第一人称射击游戏。然而，将电子游戏的总体结论建立在单一类型上是一种误导。这些结果强调了从特定电子游戏[41]所要求的技能类型来看，研究电子游戏的认知和感知后果的重要性。如前所述，不同的电子游戏类型会对认知控制能力产生不同的影响[21,25,26]。第一人称电子游戏可以特别提高个人部署选择性注意力的能力，但不能提高他们抵抗先前情况主动干扰的能力。高干扰电子游戏的经验和训练可能会导致与动作电子游戏不同的能力。例如，一些研究表明，视觉空间处理似乎主要受到第一人称射击游戏[42]的影响，而策略游戏可能提高认知控制能力[23]。

与其他类型的电子游戏相比，策略电子游戏有自己的特点。它不同于其他类型的电子游戏，这些游戏强调的是情境化的持续体验。策略电子游戏需要玩家持续的注意力和表现，这需要一种以干预[21]为特征的更遥远的方法。为了获得最实用的结果，玩家必须在模拟过程中不断进行操作。所以这可能涉及长时间的监视，即玩家不能直接干预。也就是说，策略类电子游戏的玩家甚至一刻也不能降低警惕，直到他们完成整个游戏。所以他们必须不断执行动觉动作，操纵控制器，遵循屏幕[35]提供的视觉线索。这种高度持续集中的精神状态，必然会对认知控制能力，特别是主动控制能力产生更为显著的影响[29,33]。

本研究基于认知控制双机制理论[29]，采用Stroop任务作为主动和反应性认知控制能力的测量。该理论认为，个体可以根据环境需求和个体差异进行主动或被动的认知控制。主动控制依赖于在干扰发生前对其进行预测和预防，而反应性控制依赖于在干扰发生后对其进行检测和解决。因为战略电子游戏的特点是持续接触大量信息，它会产生持续的认知冲击，需要立即做出反应。因此，我们有理由认为策略电子游戏对主动认知控制的影响比被动认知控制更显著。

轶事证据[33,45]表明，经典的color-Stroop任务是一种敏感有效的方法，可以分别衡量主动控制能力和反应性控制能力。它利用了一种特定的认知控制能力，抑制:忽略与任务无关的信息，以便在与任务相关的信息的基础上做出反应。Stroop任务结果中，冲突适应效果作为主动控制[47]的指标。该效应表示在不一致试验之前进行一致试验或不一致试验时，不一致试验的反应时间的差异(即，用一致-不一致试验的反应时间减去不一致-不一致试验的反应时间)。无功控制采用Stroop干涉效应[43]来测量。它表示相对于一致试验，不一致试验的反应时间较慢(也就是说,用一致试验的反应时间减去不一致试验的反应时间)。

最后，本研究使用了两个实验组(一组带耳机，另一组不带耳机)，主要研究了玩家的主观沉浸感在策略电子游戏对认知控制的影响中所起的作用。沉浸感是电子游戏体验的一个方面，被广泛认为是电子游戏[37]整体成功的关键。大多数普通电子游戏玩家可能都体验过某种程度的沉浸感。作为需求满足的函数，沉浸感可以增加或减少游戏内容对现实世界结果的传递效应，也可以作为一个关键的调节变量，放大虚拟内容对实际目标和决策的影响。

背景音乐在电子游戏[50]的沉浸感质量中扮演着重要角色。通过呈现虚拟的屏幕外资源[51]，它可能会给玩家一种现实空间的印象。Morris[52]声称，电子游戏中的背景音乐是用来为屏幕上的动作提供音频补充，并创造一种真实的物理空间感。电子游戏中的所有声音都在某种程度上有助于玩家沉浸在声音生态中。通过将游戏玩法与音乐紧密联系起来，玩家能够更加沉浸于游戏体验中。因此在本研究中，我们选取了游戏内容相同但背景音乐是否出现的两个实验组，通过背景音乐对玩家主观沉浸感的影响来测试背景音乐对认知控制的影响。

方法

参与者

通过校园网广告招募了45名男性大学生。候选人应符合以下要求:1.熟悉《红色警报2》;2.右手;3.听力正常。该样本的平均年龄为20.78岁(SD = 1.63)。工作日平均电子游戏时间为1.43 (SD = 1.02)小时，周末平均电子游戏时间为2.63 (SD = 1.79)小时，三组在每周整体游戏时间上无显著性差异，F(2,37)=1.44,p=0.25。

材料

游戏体验问卷:参与者的游戏体验是由安德森制作的量表来衡量的et al。[55]。参与者被要求列出他们最喜欢的3款电子游戏，并对他们每周玩游戏的暴力程度和频率进行评分。总分是参与者游戏体验的指标，并在最终分析中用作协变量。

策略类电子游戏:在目前的研究中使用的游戏是一个经典的战略视频游戏-红色警戒2，这是由韦斯特伍德工作室(2000年)设计的。这个视频游戏的目的是建立一个军事基地，保护自己的基地免受敌人的攻击，并摧毁对方军队的部队和基地。参与者应该尝试获得更多的钱，并将其花在一些建筑(例如，兵营，卫星，战争工厂)，许多车辆(例如，坦克，战斗机，直升机)和部队(例如，基本步兵，工兵，攻击犬)上。

《红色警戒2》是一款即时策略游戏，它结合了即时游戏的速度和回合制策略游戏的复杂性。这款游戏的一个重要方面是它允许玩家以多种方式获得胜利。在这款游戏中，玩家必须不断评估可用资源，计划和消耗这些资源，合理利用不断扩大的领土和多个城市，以获得最终的成功。

《红警2》被采用的另一个重要原因是背景音乐在整个游戏中起到了至关重要的作用。现实而激动人心的背景音乐伴随着戏剧性的情节，会让玩家更加融入游戏环境。

n - back任务:在这个任务中，参与者每次看到一个刺激列表(例如字母或数字)，并且必须判断每个刺激是否与它前面的刺激(1-back条件)匹配，或在它前面的刺激(2-back条件)匹配，或在它前面的两个刺激(3-back条件)匹配。任务的准确性是一种认知控制的操作。

在这项研究中，n-back任务刺激包括26个字母(a - z)随机呈现在白色背景上。参与者在1-back和2-back条件下分别进行了25次试验。在1-back条件下，参与者要判断每个字母是否与前一个字母匹配。在2-back条件下，他们被要求判断每个字母是否与前一个字母相同或不同。有两个实验区块，每个区块包含20个目标和30个非目标，共50个试验。

斯特鲁的任务:本研究采用经典的色彩Stroop任务。在这个范例中，单词刺激由三种颜色名称(红、绿或黄)的随机呈现组成，以这三种颜色中的一种呈现。在一致性条件下，单词所显示的颜色与颜色名称相匹配(例如，单词绿色以绿色显示)。在不一致的情况下，显示的单词的颜色与颜色名称不匹配(例如，绿色单词显示为红色)。在这项任务中，参与者被告知只根据单词的颜色来判断，而忽略颜色名称。测试阶段包括两个组，每组80次试验。在每个块中有40个一致和40个不一致的刺激。

过程

所有进入实验室的参与者都被要求完成一份游戏体验问卷。完成后，他们应该完成N-back任务。然后所有参与者被随机分为三组:对照组(n = 15)、无音乐游戏组(n = 15)和有音乐游戏组(n = 15)。控制条件下的参与者使用互联网搜索有关空中交通管制员的信息20分钟。使用填充任务是为了保持参与者的手眼协调一致。在无音乐游戏的实验条件下，参与者播放红星2安静地不戴耳机20分钟。有音乐游戏实验条件的参与者也玩了20分钟的《红色警戒2》，但只有耳机的参与者可以享受伴随着游戏内容的背景音乐。20分钟后，所有参与者都完成了颜色- stroop任务，然后感谢并完整汇报。

结果

游戏体验

采用单因素方差分析来检验三组参与者的游戏体验是否有显著差异。结果显示各组参与者的游戏体验无显著性差异，F(2,42)=1.44,p=0.25>0.05。这意味着游戏体验并不是当前研究中最终结果的重要贡献者。

无功控制

不一致试验的反应时间较一致试验慢，M=731.06 ms (SD=73.99)， M= 638.67 ms (SD=80.81)，显示出显著的干扰效应，t(44)=66.28, p < .001。以Stroop任务中不一致试验与一致试验的反应时间差值(即一致试验的反应时间减去不一致试验的反应时间)为因变量，以群体为自变量，以N-back任务中的反应时间为协变量，进行MANCOVA。结果显示，组间主效应显著，F(2,42)=3.69, P<.05。进行了后续分析，结果显示对照组和无音乐游戏组之间只有显著差异，P=。032年,米_(控制)= 54.93毫秒,M_(音乐)= 114.29 ms。没有发现其他显著差异。也就是说，与对照组相比，无音乐策略电子游戏显著提高了玩家的反应性认知控制能力。(表1)

表1。Stroop任务响应时间的均值和标准差

	不一致试验(毫秒)		一致试验(毫秒)
项	米	SD	米	SD
对照组	746.10	71.22	681.17	106.93
没有音乐组	763.02	54.45	626.86	47.40
音乐组	684.06	73.94	607.99	61.23

主动控制

为了检验实验条件对主动控制的影响，以冲突适应效应(即从无重复的一致-不一致试验减去不一致试验的反应时间)为因变量，进行了MANCOVA。实验条件和N-back评分分别作为自变量和协变量。结果显示，组间主效应显著，F(2,42)=4.87, P<.05。进一步的研究表明，音乐游戏组与无音乐游戏组之间存在显著差异，P=。02，音乐游戏组与对照组之间，P=。04, M_(控制)= 153.50毫秒,M_(音乐)= 165.94毫秒,M_(音乐)= 31.08 ms。也就是说，有背景音乐的策略类视频游戏显著提高了玩家的主动认知控制能力。(表2)

表2。Strooptask中不一致试验反应时间的均值和标准差

	Incongruent-incongruent	试验(女士)	一致-不一致试验(毫秒)
项	米	SD	米	SD
对照组	669.35	80.32	822.85	77.35
没有音乐组	680.06	68.78	845.99	92.51
音乐组	668.52	78.80	699.60	144.10

讨论

为了找出导致电子游戏对认知控制影响争论的隐藏因素，本研究对可能影响最终结果的因素进行了一些微妙的控制。在目前的研究中，我们坚持认为这些活跃的“因素”包括三个方面:认知控制测量的不同，游戏类型的多样性和不同玩家在游戏过程中的主体沉浸状态。

在认知控制测量方面，本研究基于认知控制双机制理论[29]，采用经典的彩色stroop任务，分别测试了电子游戏对主动认知控制和反应性认知控制的影响。这项研究中使用的电子游戏是红色警报2这是一款经典的策略电子游戏。因为有研究表明，不同类型的电子游戏对认知控制的影响不同[21,25,26]，而策略类电子游戏由于其特殊性，对主动认知控制和反应性认知控制的影响可能不同[21,35]。此前大量研究表明，背景音乐在电子游戏的沉浸感质量中发挥着重要作用[50,51]。因此在本研究中，一组被试被要求听背景音乐，另一组不听背景音乐，以检测主观沉浸感在电子游戏对认知控制的影响中所起的作用。

结果表明，与对照组相比，无音乐策略电子游戏能显著提高玩家的反应性认知控制能力。此外，与对照组和无背景音乐的电子游戏组相比，有背景音乐的策略电子游戏能够显著提高玩家的主动认知控制能力。

一方面，结果表明，没有背景音乐的策略视频游戏与其他类型的视频游戏产生了相同的效果:在反应性认知控制方面有显著改善。从理论上讲，策略类电子游戏根据其特点，应该显著提高主动认知控制能力[29,33]。但是当电子游戏没有背景音乐时，这使得电子游戏变得不那么吸引人，玩家在这种情况下对游戏环境和情节的沉浸感就会降低。因此，他们不太可能制定一个周密的计划，因为害怕敌人的突然袭击。相反，他们更喜欢在敌人出现在可见区域后进行反击，这与其他类型的电子游戏(如动作游戏、角色扮演游戏)几乎相同。这类电子游戏要求玩家对屏幕上出现的刺激尽快做出反应。他们还鼓励玩家在遇到冲突(即遇到敌人)时迅速调整自己的行为。这类电子游戏的这一属性导致人们认为，高水平玩家不太可能采用主动控制，而更有可能采用反应性控制。例如，Bailey[23]发现暴力电子游戏鼓励并加强了反应性控制的使用，所以玩家可能比非游戏玩家更有效地使用反应性控制。目前的研究结果表明，在没有背景音乐的情况下，策略电子游戏对认知控制的影响与其他类型的电子游戏相似，这些电子游戏在其他大量研究中已被广泛讨论[21,26]。

另一方面，本研究的结果也证明了背景音乐使策略电子游戏变得像一个真正的“策略”电子游戏。背景音乐在电子游戏《[50]》的沉浸感质量中扮演着重要角色。它经常被用于电子游戏中，为屏幕上的动作提供音频补充，并创造一种真实的物理空间感。当电子游戏与相关背景音乐[54]联系在一起时，玩家会更加沉浸于游戏体验中。在目前的研究中，当玩家在有自己背景音乐的情况下玩策略视频游戏时，他们对游戏内容的沉浸感更强。所以在游戏开始时，玩家会为整个回合制定一个全面的计划。由于策略类电子游戏的特殊性，玩家为了获得最具效用的结果，往往会随着时间的推移进行操作，在完成整个游戏之前一刻也不能降低警惕。这种高度持续集中的精神状态，必然会对认知控制能力，特别是主动控制能力产生更为显著的影响[29,33]。

然而，有一点不可忽视的是，电子游戏带来的所有改进都是短期效果。这是一个重要的因素，可以解释为什么它得到了不同于其他类似的研究结果。电子游戏通过短期和长期的训练对认知能力产生不同的影响。贝利et al。[33]发现，高水平的电子游戏消费可能与主动认知控制能力的下降有关。在这项研究中，根据参与者在日常生活中的电子游戏体验，他们被分为两组(高玩家和低玩家)。所以它关注的是电子游戏的长期影响。在本研究中，在参与者玩游戏20分钟后(对照组上网20分钟)给他们布置Stroop任务，并将结果作为认知控制能力的指标。因此，玩家认知控制能力的改变是策略电子游戏的短期效应。在这方面，游戏收益可能反映的是策略的转变，而不是更基本的认知或感知能力的变化。纳尔逊et al。[41,57,58]发现短期游戏暴露确实会产生策略变化[10]。但一些研究人员声称，他们提供了确凿的证据，证明电子游戏在短期和长期都能提高认知表现[6,51]。这是一个今后要搞清楚的重要问题。但总的来说，在目前的研究中，策略电子游戏确实提高了玩家的某种认知控制能力，至少在短期内是这样。

局限性和未来工作

像所有的研究一样，本研究仍有不足之处需要解决。

首先，认知控制的测量可能有点简单。虽然color-Stroop范式已被证明是研究认知控制能力的经典方法，但在接下来的研究中，仍然需要采用其他更先进和客观的测量方法(如ERP或fMRI)来得到更令人信服的结果。此外，由于本研究旨在调查电子游戏的短期影响，所有参与者都只玩了20分钟的游戏。也许这个持续时间不够长，不足以显著改善认知控制。因此，进行一项更长的游戏时间研究，看看它是否会对认知控制产生不同的影响，是很有趣的。除此之外，未来的研究者还可以继续本研究，基于不同的理论从多角度探讨策略电子游戏对认知控制的影响。

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