Научное обоснование эффективности мобильных игр и компьютерных программ для тренировки памяти



В данной статье проводится обзор актуальных научных исследований на тему эффективности мобильных игр и компьютерных программ для тренировки когнитивных функций мозга, в частности — памяти.

Ключевые слова: игры для тренировки памяти, мобильные приложения, эффективность цифровых тренировок мозга, разработка цифрового продукта.

Введение

На момент написания данной статьи, согласно статистике информационного ресурса AppBrain, на площадке Google Play опубликовано 14893 игр в жанре «Викторина» и 25446 игр в жанре «Образование» [1]. Около 10 % приложений предназначены для тренировки мозга. Их разработчики утверждают, что упражнения призваны ежедневно развивать когнитивные функции головного мозга, в частности улучшать память.

Однако ни один из разработчиков не предоставляет научные исследования или объективные доказательства того, что их игровые приложения действительно эффективны. Попытки ученых найти убедительное научное обоснование эффективности таких программ начались в 2015 году. В тот год проходил судебный процесс по делу о вводящей в заблуждение рекламы программы для тренировки мозга, разработанной компанией Lumos Labs. В рекламе заявлялось, что упражнения «повысят производительность в повседневной жизни и защитят от снижения когнитивных функций». В 2016 году суд обязал компанию Lumos Labs выплатить комиссию в размере 2 млн. долларов в защиту пользователей [2].

Быстрый рост игровой индустрии, в том числе мобильных приложений, стал толчком для изучения этой сферы в академической научной среде [3]. В основном, сообщество ученых исследует влияние цифровых продуктов на здоровье людей, а также пытается донести до разработчиков необходимость использования научной базы для подтверждения своих заявлений.

В данной статье проводится обзор актуальных на сегодняшний день научных доказательств, что такого рода вмешательства, как цифровые игровые приложения, могут привести к объективно измеряемым улучшениям когнитивных функций мозга человека в реальном мире.

Наука на страже тренировок

Идея приложения для тренировки мозга состоит в том, чтобы выполнять умственно сложные упражнения в игровой форме, фокусирующиеся на мыслительных навыках, таких как внимание, рабочая память или исполнительные функции.

Основываясь на 10 самых популярных игровых приложениях для тренировки памяти [4], можно утверждать, что суть упражнений заключается в интервальном повторении различного вида информации: изображений, номеров телефонов и других наборов цифр, исторических фактов, слов, фраз, звуков и музыки.

Наиболее известным ученым в рассматриваемом здесь вопросе является Майкл Мерцених, доктор философии, почетный профессор нейрофизиологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско и главный научный сотрудник Posit Science Corporation. Он ежегодно публикует на своем сайте список исследований, которые прямо демонстрируют, что компьютеризированное когнитивное обучение может улучшить когнитивные функции. На момент написания данной статьи Майкл Мерцених собрал 466 научных обоснований эффективности программ для тренировки мозга [5].

Например, в 2022 году была опубликована работа «Влияние зрительно-реабилитационного тренинга BrainHQ на функцию памяти у пациентов с инфарктом головного мозга» авторов Ван Цинь и Ма Ли. Согласно проведенным исследованиям, ученые пришли к выводу, что визуальная тренировка BrainHQ в сочетании с традиционной реабилитационной тренировкой может эффективно улучшить память и исполнительные функции у пациентов с инфарктом мозга, облегчить их негативные эмоции и способствовать улучшению качества жизни [6].

В другом исследовании 2022 года, который Майкл Мерцених привел в своем списке, автор Пресслер С.Дж. с соавторами пришли к неоднозначному выводу. В течение 8 месяцев исследований влияния компьютерного лечения на пациентах с сердечной недостаточностью они видели значительное улучшение их когнитивных показателей [7]. Однако в исследовании были обнаружены недочеты, поэтому авторы решили провести дополнительное исследование в будущем.

В 2020 году была опубликована работа «Влияние домашней тренировки рабочей памяти на зрительно-пространственную рабочую память (WM) при болезни Паркинсона», авторов Кэтрин Гил, Аня Офи, Пол Рекер, Сара Реберг и др. В ходе исследования в течение 5 недель 37 пациентов проходили домашнее компьютеризированное обучение по 5 раз в неделю. Другая контрольная группа из 39 человек ожидали. Для большей точности результата оценка рабочей памяти у обеих групп прошла на 14 неделе после исследования. Так совпало, что обучающаяся группа показала немного худшие показатели WM по сравнению с «бездействующей» группой уже на исходном уровне, которые однако улучшились после исследования. Авторы пришли к выводу, что тренировки могут улучшить когнитивные функции мозга у пациентов с ранней стадией болезни Паркинсона [8].

Приводя обоснования эффективности компьютерных программ, Майкл Мерцених ориентируется в большей степени на специфические исследования с участием людей, имеющих проблемы с когнитивными функциями. Тем не менее, данные результаты подтверждают возможность использования цифровых тренировок для улучшения памяти у пожилых людей и пациентов с заболеваниями головного мозга.

Касаемо детского здоровья, большинство научных исследований также говорят об эффективности цифровых продуктов для тренировки детской памяти, но при условии, если в нем есть аспект игры. Например, в работе «Игра как основа умственного развития ребенка», автор Каримова Н. Р. утверждает, что игры помогают вовлечь детей младшего школьного возраста в обучение [9]. В статье «Игровые приложения для гаджетов как средство развития памяти дошкольников», авторы Декман И. Е. и Бушко К. Н. также обосновали положительное влияние подобных программ на развитие памяти ребенка дошкольного возраста [10].

В 2021 году Конеса П. Х. и Дуньябейтиа Дж.А. провели исследование на тему «Влияние компьютерного обучения на исполнительные функции и успеваемость детей». В течение 8 недель 713 испанских учащихся начальной школы выполняли по 3 занятия компьютеризированной игровой программы по 15–20 минут каждую неделю. Все занятия авторы измеряли управляющие функции (УФ) студентов и получали информацию об их успеваемости. Общие результаты показали улучшение УФ в обучающей группе, а также их успеваемости, по сравнению с контрольной группой. Существенных различий не наблюдалось лишь в задачах на торможение [11].

Говоря о компаниях, которые разрабатывают компьютерные программы для тренировки памяти, основываясь на научные исследования, можно отметить лабораторию CogniFit. Компания занимается цифровым здравоохранением, оценкой и улучшением когнитивного здоровья, а также сотрудничает с больницами и исследовательскими центрами в различных странах. Компания предлагает собственную методологию тренировки когнитивных функций, и, что важно, включает в нее игры. Методы компании имеют под собой полноценную научную базу, состоящую из собственных и сторонних исследований.

Однако не все работы компании давали существенно положительные результаты. Так, например, в 2020 году сотрудники CogniFit опубликовали итоги исследования «Может ли видеоигра улучшить навыки решения проблем у студентов?». В своей работе авторы сравнили улучшения группы, которая играла в видеоигру World of Warcraft в течение 20 часов, с улучшениями группы, проходившей тренировки CogniFit то же время. В результате никаких существенных различий между двумя группами не было обнаружено [12]. Авторы пришли к выводу, что необходимо проводить дополнительные анализы, ориентируясь на недочеты данной работы.

Описанные выше наблюдения говорят не только о том, что исследования проводятся недостаточно четко, но и о том, что они слишком сложны и многогранны для получения убедительно объективного результата. Также, существует достаточно много факторов, косвенно влияющих на успешность прохождения тренировок памяти.

Например, в своей работе по разработке мобильного приложения для развития умственной памяти и восстановления внимания с помощью мнемотехник, автор Бухтояров А. С. отметил, что для формирования рассматриваемых навыков необходима сильная воля и самодисциплина [13]. В другом исследовании «Эффекты ожидания при тренировке рабочей памяти» 2022 года, авторы обнаружили, что люди с положительными ожиданиями от тренировок рабочей памяти демонстрировали больший когнитивный прирост, чем те, у кого были отрицательные ожидания [14].

В завершение обзора можно отметить еще одно исследование, обладающее объективным анализом и положительным результатом. В 2017 году была опубликована работа «Улучшение когнитивных функций у здоровых пожилых людей: систематический обзор клинической значимости имеющихся в продаже компьютеризированных когнитивных тренировок для предотвращения снижения когнитивных функций» [15]. Авторы провели 26 исследований 7 коммерческих компьютерных программ для тренировки мозга. Доказательства имели 1, 2 и 3 категорию эффективности в порядке убывания. Так, 2 программы имели доказательство успешных результатов 1-й категории, 3 программы — 2-й категории, 2 программы — 3-й категории. Результаты показали в целом высокое методологическое качество программ. Исследование подтвердило, что по крайней мере некоторые коммерческие компьютерные продукты для тренировки мозга могут способствовать здоровому старению мозга.

Заключение

Несмотря на то, что в научном сообществе проводится достаточно много исследований на тему эффективности цифровых продуктов для тренировки памяти, конечного результата и полноценного понимания их успешности нет по сей день. Более того, большинство исследований ориентированы на группу взрослых с заболеваниями головного мозга и другими болезнями, пожилых людей или детей дошкольного возраста. Результаты таких работ почти однозначно говорят о положительном эффекте цифровых тренировок когнитивных функций. Однако на них нельзя ориентироваться, если стоит вопрос об эффективности тренировок памяти у здоровых молодых людей.

Научная база исследований обширна и имеет разносторонние результаты. Единственным выводом, которым сейчас можно оперировать, основываясь на науку — это однозначное отсутствие негативного эффекта приложений для тренировки мозга. Некоторые продукты могут быть более эффективны, чем другие, но ни один из них не наносит вред пользователям с точки зрения развития их когнитивных функций.

На сегодняшний день эффективность приложений для тренировки памяти не доказана с полной поддержкой научного сообщества. Однако на базе уже текущих исследований компании-разработчики могут развивать свои продукты в лучшую сторону, чтобы давать наиболее объективно измеряемые улучшения когнитивных функций мозга в реальном мире.

Литература:

1. Top categories. — Текст: электронный // AppBrain: [сайт]. — URL: https://www.appbrain.com/stats/android-market-app-categories (дата обращения: 10.12.2022).
2. Lumosity to Pay $2 Million to Settle FTC Deceptive Advertising Charges for Its “Brain Training” Program. — Текст: электронный // FTC: [сайт]. — URL: https://www.ftc.gov/news-events/news/press-releases/2016/01 (дата обращения: 12.12.2022).
3. Чистовская, О. В. Влияние классификации видеоигры на ее нарратив / О. В. Чистовская // Молодой ученый. — 2021. — № 17(359). — С. 11–14. — EDN DYRWHS.
4. Saga, Briggs 10 Apps to Improve Your Memory / Briggs Saga. — Текст: электронный // OpenColleges: [сайт]. — URL: https://www.opencolleges.edu.au/informed/features/10-apps-improve-memory/ (дата обращения: 16.12.2022).
5. Michael, Merzenich Published Papers / Merzenich Michael. — Текст: электронный // Cognitive Training Data: [сайт]. — URL: https://www.cognitivetrainingdata.org/studies-cognitive-training-benefits/ (дата обращения: 11.02.2023).
6. Qin W., Li M. Effect of BrainHQ visual rehabilitation training on memory function in patients with cerebral infarction //International Medicine and Health Guidance News. — 2022. — Т. 28. — №. 10. — С. 1458.
7. Pressler S. J. et al. Randomized controlled trial of a cognitive intervention to improve memory in heart failure //Journal of Cardiac Failure. — 2022. — Т. 28. — №. 4. — С. 519–530.
8. Giehl K. et al. Effects of home-based working memory training on visuo-spatial working memory in Parkinson’s disease: a randomized controlled trial //Journal of Central Nervous System Disease. — 2020. — Т. 12. — С. 1179573519899469.
9. Каримова Н. Р. Игра как основа умственного развития ребенка //Science and Education. — 2023. — Т. 4. — №. 1. — С. 796–807.
10. Декман, И. Е. Игровые приложения для гаджетов как средство развития памяти дошкольников / И. Е. Декман, К. Н. Бушко // Мир педагогики и психологии. — 2020. — № 8(49). — С. 105–114. — EDN UVHHTG.
11. Conesa P. J., Duñabeitia J. A. Effects of computer-based training on children’s executive functions and academic achievement //The Journal of educaTional research. — 2021. — Т. 114. — №. 6. — С. 562–571.
12. Emihovich B., Roque N., Mason J. Can Video Gameplay Improve Undergraduates' Problem-Solving Skills? //International Journal of Game-Based Learning (IJGBL). — 2020. — Т. 10. — №. 2. — С. 1–18.
13. Бухтояров, А. С. Проектирование мобильного приложения для развития умственной памяти и восстановления внимания / А. С. Бухтояров // Актуальные проблемы прикладной математики, информатики и механики: Сборник трудов Международной научной конференции, Воронеж, 13–15 декабря 2021 года. — Воронеж: Общество с ограниченной ответственностью «Вэлборн», 2022. — С. 850–853. — EDN YEGUAA.
14. Parong J. et al. Expectation effects in working memory training //Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2022. — Т. 119. — №. 37. — С. e2209308119.
15. Shah T. M. et al. Enhancing cognitive functioning in healthly older adults: a systematic review of the clinical significance of commercially available computerized cognitive training in preventing cognitive decline //Neuropsychology review. — 2017. — Т. 27. — №. 1. — С. 62–80.