游戲設計師如何將神經科學的知識應用到游戲設計,神經科學家如何將游戲設計的理念融入科學實驗?你可以選擇成為一名游戲設計師或是神經科學家,也可以站在它們之間,這都是在腦科學與游戲設計的交叉領域創造影響力的可行途徑。
日前,天橋腦科學研究院(Tianqiao and Chrissy Chen Institute,TCCI)攜手卡內基梅隆大學(Carnegie Mellon University,CMU)共同舉辦了“玩轉大腦 BrainPlay”研討會。
多位神經科學和游戲設計領域的專家同年輕學者們齊聚一堂,通過學術講座和游戲互動的方式推動跨學科的交流與合作。
(資料圖片)
會議由卡內基梅隆大學的創新學習研究所所長杰西卡·漢默(Jessica Hammer)與神經科學研究所所長、聽覺神經科學教授芭芭拉·希恩-坎寧安(Barbara Shinn-Cunningham)以及TCCI共同組織策劃。
圖注:會議首日,神經科學家及游戲設計領域專家作科學演講
實現神經科學與游戲設計之間的雙向對話
神經科學與游戲關系密切,并能夠雙向賦能。Shinn-Cunningham教授指出,游戲可以使神經科學實驗設計更為貼近現實生活。反過來,神經科學在游戲中也具有重要作用。Hammer副教授認為,游戲制作中最關鍵的技術就在于對大腦活動的洞察和理解。
“神經科學需要使用更豐富、更自然的刺激物和更少受限的行為來開展研究。為了獲取優質的數據,過去的研究往往重復沉悶,將任務切分為簡短的‘試驗’來控制變量。所獲取的信息也并不像現實生活中那樣有趣和富有意義。然而,游戲設計師可以告訴我們如何讓枯燥的實驗變得有趣起來,這可能會改變我們研究大腦運作的方式。” Shinn-Cunningham教授表示。
在一項研究聽覺神經科學的代表性實驗中,傳統的試驗可能會讓被試者坐在一個小房間里,讓他們在聽到聲音時就點擊一下按鈕。Shinn-Cunningham教授認為,諸如此類的實驗一直以來都是神經科學研究的基礎,但它們與生活中的實際情況卻相差甚遠。
“當涉及到更高階的認知過程時,這些簡單的任務和單一的刺激所激活的神經機制和日常生活中真實情況下的表現并不相同。游戲玩法為大腦提供了獎勵,讓一些事情變得更有趣、更有吸引力。由此,游戲確實能讓我們了解大腦在現實世界中是如何運作的。”Shinn-Cunningham教授補充道。
Shinn-Cunningham教授和Hammer副教授在2022年夏天帶領團隊,開發了外星人咖啡館、仙境這兩款融合神經科學研究實驗的概念驗證性游戲,卡內基梅隆大學娛樂技術中心的兩位碩士生羅希特· 沙瑪(Rohit Sharm)和Jinman (Valerie) Li為主設計,這是這兩名學生首次與神經科學家合作。
圖注:Jessica Hammer副教授在“玩轉大腦 BrainPlay”會議上展示游戲界面
“與神經科學領域的科學家合作讓我開始重新思考一些在游戲設計師眼中理所當然的事情,”Sharm表示。“它幫助我了解為什么玩家會記住某個聲音,為什么玩家會有學習的動力。我們學習了神經學方面的知識,了解到玩家是如何思考或感知某些事情的,這有助于讓我們更好地以玩家為中心,設計更有趣的游戲。”
建立線上游戲社群,幫助失語癥患者
如果游戲可以正向改變玩家的大腦狀態,那么玩游戲就能夠對玩家有益。Hammer副教授主要研究創新性游戲(transformational games),這是一種可以改變玩家思維、感覺或行為方式的游戲方式,甚至可以輔助治療,幫助研究人員更好地了解大腦的工作方式。
“我們的游戲能使玩家進入一種不同的狀態。玩游戲時,他們的大腦會成為游戲系統的一部分。這時候,玩家并不是被動的,而是要積極主動地運用自己的頭腦和身體參與其中。”在介紹設計改變性游戲的機理時,Hammer副教授說道。同時,她指出,游戲可以讓患者更容易接受強制性的治療活動。例如,一些神經系統疾病的康復治療需要患者反復地練習某種特定的活動,通過游戲可以讓患者對此充滿期待。
據Hammer副教授介紹,她與匹茲堡大學的威廉·埃文斯(William Evans)等人合作開發了一款游戲,名為《失語癥患者康復游戲》(Aphasia Games for Health),旨在幫助失語癥病人恢復健康。失語癥(aphasia)是一種影響人們交流能力的疾病。這套免費的游戲可以讓失語癥患者和他們的朋友、家人和線上社群里的用戶一起享受游戲世界的樂趣。
“失語癥患者可能需要多年的康復治療,但并不是每個人都能獲得這種治療”, Hammer副教授解釋道。“無法與他人正常交流溝通會讓他們感覺非常孤立無援。為此,我們創建了一個活躍的在線社區,匯聚了一群失語癥病患和家屬。通過將游戲作為催化劑,使他們重新參與到社會互動中去。而我們想做的,就是確保他們在玩的游戲對其疾病的康復也有益處。”
在《失語癥患者康復游戲》中,所有的游戲都只需一臺打印機和視頻會議軟件(如Zoom)就能開始。在一款名為《部長的貓》(Minister’s Cat)的游戲中,玩家會使用一副可供打印的卡片作為提示來描述記憶中的故事。而在另一款名叫《見我所見》(Do You See What I See)的游戲中,4至16名玩家需要從其他玩家的視頻聊天背景中識別出有趣的物體。
圖注:會議次日,神經科學家、游戲設計師生進行互動
本次會議的主辦方TCCI一直致力于通過支持全世界的高水平學術會議,推動腦科學領域的跨國界、跨學科交流。僅2022年,就在亞洲、北美、歐洲主辦、資助了200多場學術會議,包括主辦“面向大眾的神經技術”國際論壇、“對話大腦”院士論壇系列、世界人工智能大會腦機接口主題論壇,與Science雜志合作主辦“神經調節與腦機接口”主題論壇,資助歐洲神經科學學會聯盟年度論壇、中國神經科學學會全國學術大會、國際認知計算神經科學大會、全球華人青年科學家認知論壇等。
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（責任編輯：張曉波 ）關鍵詞： 神經科學
