围棋对大脑和思维的影响 有利于脑疾病康复

围棋对大脑和思维的影响 有利于脑疾病康复
2020年06月04日 10:24 新浪体育综合

  据 屠龙的胭脂井 公众号报道。

  好是驾海胸襟,屠龙手段,一笑乾坤窄。

  我是屠龙。前卡内基梅隆大学认知脑成像中心博士后研究员。一个不信邪的大龄青年,在苟且偷生的人生中,幻想能做点小规模的好事。

  中国文化 围棋

  围棋不仅仅是最古老的棋牌艺术,并且也是计算和解题空间最大的棋牌艺术[1]。1996年人工智能深蓝就用简单的穷举的算法战胜了人类国际象棋冠军,而后经历了20年的发展,人工智能Alphago才可以打败人类,其原因在于简单计算的穷举法是不能适用于围棋计算的。围棋过于复杂,有3的361次方的可能下法,超越了宇宙中所有原子的总和[2]。Alphago与深蓝的不同,就是它必须形成“策略库”,只能像人类一样产生各种各样的高级游戏策略,才能够玩围棋。

  因此,围棋是一项不可多得的能够训练人类基本思维和策略的战略性与计算性相结合的游戏。它所能够训练的思维包括(且不限于)以下方面: (1) 工作记忆能力(working memory):即能够在大脑中同时处理几个符号的能力[3];(2)空间旋转能力(mental rotation):即能够通过想象将棋局的一部分进行翻转[4];(3)心灵理论(theory of mind):能够推理其他人的策略[5]等等。这些基本思维能力,不论在孩子未来的学科学习,共情能力(能够产生同理心),还是在未来社会的竞争中,都将成为他们最有利的思维工具。

  围棋对于思维认知能力和大脑的改变

  在以往的文献中,数个研究都发现了围棋对于思维认知能力和大脑的改变。最早的一个脑成像研究是2003年来自中国科技大学与美国明尼苏达大学的fMRI研究[6](Chen etal。 2003)。该研究让6名业余围棋选手在磁共振仪器中进行下棋的思维活动,用以发现围棋活动激活的大脑区域。结果发现,前额叶(Mid-dorsal prefrontal area (BA9),Dorsal prefrontal area (BA6)),顶叶(Parietal areas (BA7/40)),视觉皮层(Occipital area (BA19)),颞叶(Posterior temporal area (BA37)),扣带区(Posterior cingulate areas (BA30/31))都有激活。这些区域组成一个复杂的网络,用于处理进行围棋对抗的各个步骤:空间感知(spatial perception), 图像想象(Imagery),注意力(Attention), 工作记忆(working memory), 情景记忆的获取(retrieval in episodic memory), 以及问题解决(problem solving)。但这个实验并没有对照组,缺乏很大因素的控制。

  2012年英国曼彻斯特大学的研究者发布了一个研究计划,他们认为围棋对儿童的执行功能,和情感控制能力都会有增强的作用[7](Tachibana, etal。, 2012)。他们计划对35个8-10岁的小学生进行持续5周的围棋课程,包括每周一节一小时的围棋课程,和每周三次的20分课后联系,也计划对学生的执行功能,工作记忆,推理,空间能力进行测试,并进行脑成像实验。遗憾的是,该计划发出之后,并没有发表实验结果。

  围棋对于脑疾病的康复有一定作

  除了对正常人群的测试,还有研究发现围棋对于脑疾病的康复有一定作用Lin, etal。, 2015发现围棋对阿尔茨海默病(AD)具有缓解焦虑的效果[8]。研究者将147名AD病人分成了随机分成了三组:对照组,短时干预组(每天玩围棋一个小时),长时干预组(每天玩围棋2个小时)。并且对三个组的病人测试了一些情感和生活质量方面的量表:抑郁量表(Montgomery-Asberg Depression Rating Scale)、焦虑&抑郁量表(Hospital Anxiety and Depression Scale)、功能大体评定量表(Global Assessment of Functioning)、生活质量量表(RAND-36)、抑郁的认知测评(Kimberley Indigenous Cognitive Assessment of Depression),以及进行了抽血,用以测量血清素中的神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)。

  这个研究表明,围棋通过提升BDNF水平,提升了病人的情绪和自我管理,从而改善了AD病人的生活质量。由于BDNF对学习和记忆功能有重要作用, 这给进一步研究提供了一个重要启示:继续寻找围棋对于学习和记忆功能的作用的生理机制。

  围棋对于儿童的注意力障碍也有提升效果

  与此同时,围棋对于儿童的注意力障碍也有提升的效果。Kim, etal。, 2014发现围棋可以改善儿童的ADHD [9]。34名7-12岁小朋友,包括17名ADHD, 和17名健康儿童,经过了ADHD量表,儿童抑郁症量表,8通道脑电测量,和认知测量。

  研究发现,儿童“无法集中注意力分数”有很大改善,而数字记忆也有改善。经过16周训练,ADHD儿童右侧前额叶的Theta和beta频段的脑电波都有很大改善。因此,围棋可以通过激活低唤醒的前额叶功能(hypoarousal prefrontal function)以及增强执行功能,来改善ADHD病情。

  通过文献背景调查,我们发现围棋对大脑可能有很大的益处,不论对于健康儿童,ADHD儿童,还是老年人,都能够提升多维度认知能力,和情绪调控能力。

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  参考文献:

  [1] J。 X。 Chen, “The Evolution of Computing: AlphaGo,” Comput。 Sci。 Eng。, vol。 18, no。 4, pp。 4–7, 2016。

  [2] J。 J。 Zhang, X。 Zheng, X。 Wang, Y。 Yuan, X。 Dai, J。 Zhang, and L。 Yang, “Where Does AlphaGo Go: From Church-Turing Thesis to AlphaGo Thesis and Beyond,” IEEE/CAA J。 Autom。 Sin。, vol。 3, no。 2, pp。 113–120, 2016。

  [3]C。 Christodoulou, J。 DeLuca, J。 H。 Ricker, N。 K。 Madigan, B。 M。 Bly, G。 Lange, A。 J。 Kalnin, W。 C。 Liu, J。 Steffener, and B。 J。 Diamond, “Functional magnetic resonance imaging of working memory impairment after traumatic brain injury,” J。 Neurol。 Neurosurg。 Psychiatry, vol。 71, no。 2, pp。 161–168, 2001。

  [4] B。 Tomasino, G。 R。 Fink, R。 Sparing, M。 Dafotakis, and P。 H。 Weiss, “Action verbs and the primary motor cortex: A comparative TMS study of silent reading, frequency judgments, and motor imagery,” Neuropsychologia, vol。 46, pp。 1915–1926, 2008。

  [5] J。 K。 Rilling, A。 G。 Sanfey, J。 a。 Aronson, L。 E。 Nystrom, and J。 D。 Cohen, “The neural correlates of theory of mind within interpersonal interactions,” Neuroimage, vol。 22, no。 4, pp。 1694–1703, 2004。

  [6] E。 Walden, G。 Browne, and M。 Oboyle, “Computational Thinking: Changes to the Human Connectome Associated with Learning to Program,” 2015。

  [7]Chen X, Zhang D, Zhang X, etal。 A functional MRI study of high-level cognition。 II。 The game of GO。[J]。 Cognitive Brain Research, 2003, 16(1):32-37。

  [8]Lin Q, Cao Y, Gao J。 The impacts of a GO-game (Chinese chess) intervention on Alzheimer disease in a Northeast Chinese population[J]。 Frontiers in Aging Neuroscience, 2015, 7:163。

  [9]Kim S H, Han D H, Lee Y S, etal。 Baduk (the Game of Go) Improved Cognitive Function and Brain Activity in Children with Attention Deficit Hyperactivity Disorder[J]。 Psychiatry Investigation, 2014, 11(2):143-151。

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