腦電EEG和fNIRS在游戲領域的研究成果匯總，助力游戲神經科學研究

隨著國產3A大作《黑神話：悟空》的上線，憑借精美畫面與深度劇情，迅速吸引全球玩家關注，相關話題持續(xù)熱門。截至目前，《黑神話：悟空》的總銷量已經達到了1730萬份，且該游戲的總收入已經超過了8.3億美元（約合人民幣57億）。

據《2024年1-6月中國游戲產業(yè)報告》，國內游戲用戶規(guī)模達6.74億，同比增長0.88%，彰顯龐大玩家基數與市場潛力。
 

本文收集整理了近年來腦電 EEG 和 fNIRS 在游戲領域的研究成果，旨在為游戲神經科學研究提供有力支持與啟發(fā)。這些研究不僅揭示了游戲過程中大腦在認知處理、情感體驗及社交互動等方面的復雜運作機制，更為游戲設計、教育應用、心理健康干預等多個領域開辟了全新的視角與可能性。
 

EEG在游戲領域的科研探索

當前，眾多研究人員正積極運用EEG（腦電圖）等技術，對游戲過程中的大腦活動展開了深入而廣泛的探索，并已取得了豐碩的研究成果。

1.《恐怖視頻游戲中的感知壓力和認知功能量化：腦電圖特征和生化測量》
該文研究了恐怖視頻游戲對玩家心理壓力和認知功能的影響，通過EEG特征和生物化學測量，發(fā)現恐怖游戲會顯著增加玩家的心理壓力、興奮和厭惡感，降低催產素和腦源性神經營養(yǎng)因子水平，從而對認知能力產生負面影響。

參考文獻：Aliyari H, Golabi S, Sahraei H, Sahraei M, Minaei-Bidgoli B, Daliri MR, Hazrati R, Tadayyoni H, Kazemi M. Perceived Stress and Cognition Function Quantification in a Scary Video Game: An Electroencephalogram Features and Biochemical Measures. Basic Clin Neurosci. 2023 Mar-Apr;14(2):297-309. doi: 10.32598/bcn.2022.3811.1. Epub 2023 Mar 1. PMID: 38107533; PMCID: PMC10719968.

2.《反映游玩<英雄聯盟>時網絡游戲障礙特征的腦電圖參數選擇》
本研究通過一系列統(tǒng)計過程分析了EEG數據，以確定區(qū)分互聯網游戲障礙（IGD）受試者和健康受試者的最有效參數。研究發(fā)現在玩游戲時，特定EEG波段的參數（如Alpha波、SMR和中Beta波）在IGD受試者中表現出顯著差異，這些參數可以作為IGD癥狀的定量評估指標。此外，研究還揭示了EEG相對功率的動態(tài)變化，這可能解釋了以往研究中的不一致結果。

參考文獻：Kim JY, Kim DJ, Im SK, Kim HS, Park JS. EEG Parameter Selection Reflecting the Characteristics of Internet Gaming Disorder While Playing League of Legends. Sensors (Basel). 2023 Feb 2;23(3):1659. doi: 10.3390/s23031659. PMID: 36772696; PMCID: PMC9919677.
 

3.《游戲相關任務對游戲障礙診斷和分類的影響》
本研究探討了游戲障礙（GD）患者在執(zhí)行不同認知任務（持續(xù)操作任務和在線視頻游戲）時的認知功能變化。通過腦電圖（EEG）和心率變異性等指標，發(fā)現游戲障礙組在在線視頻游戲任務中表現出左額區(qū)和心率變異性的顯著變化，這些變化與網癮和沖動性相關。研究表明，游戲障礙患者的認知功能下降具有任務依賴性，這為游戲障礙的診斷和分類提供了新的視角。

參考文獻：Choi J, Choi Y, Jung YC, Lee J, Lee J, Park E, Kim IY. Effects of Game-Related Tasks for the Diagnosis and Classification of Gaming Disorder. Biosensors (Basel). 2024 Jan 13;14(1):42. doi: 10.3390/bios14010042. PMID: 38248419; PMCID: PMC10812970.

4.《電子游戲成癮與抑制控制問題的早期階段有關：一項使用提示 Go/NoGo 任務的事件相關潛力研究》
本研究旨在通過使用提示性Go/NoGo任務來研究VGA對與反應抑制相關的大腦活動的影響，以探討行為反應和事件相關電位與特定反應抑制之間的關系。研究發(fā)現，視頻游戲成癮者（VGA）在反應抑制方面存在困難，表現為NoGo試次中遺漏錯誤增多，且大腦早期抑制性電位N2的振幅顯著降低，表明其在主動認知控制方面受損。

參考文獻：Fathi M, Pourrahimi AM, Poormohammad A, Sardari S, Rajizadeh MA, Mazhari S, Pourkand D. Video game addiction is associated with early stage of inhibitory control problems: An event-related potential study using cued Go/NoGo task. Addict Biol. 2024 Apr;29(4):e13391. doi: 10.1111/adb.13391. PMID: 38564585; PMCID: PMC10986938.

fNIRS在游戲領域的科研探索

當前，fNIRS（功能性近紅外光譜成像）技術憑借其非侵入性、高時間分辨率以及精準的空間定位能力，成為了研究游戲神經科學的新寵兒，為深入探究游戲過程中大腦血氧活動的變化開辟了開辟了全新的視角與路徑，引領著研究向更加精細與前沿的方向發(fā)展。

1.《在線視頻游戲過程中與事件相關的前額葉激活受到游戲機制、生理喚醒和每日游戲量的調節(jié)》
本研究采用功能性近紅外光譜技術（fNIRS）記錄了42名男性大學生在玩《英雄聯盟》時的前額葉激活情況，同時記錄心率以監(jiān)控生理喚醒。發(fā)現不同游戲事件（如擊殺和被殺）引發(fā)的前額葉激活模式受游戲機制、生理喚醒和個體游戲時長的影響。

參考文獻：Long K, Zhang X, Wang N, Lei H. Event-related prefrontal activations during online video game playing are modulated by game mechanics, physiological arousal and the amount of daily playing. Behav Brain Res. 2024 Jul 9;469:115038. doi: 10.1016/j.bbr.2024.115038. Epub 2024 May 3. PMID: 38705282.

2.《以游戲吸引學習者——從功能近紅外光譜的見解》
該研究通過神經成像技術探討了游戲化學習對情緒、行為和認知參與的影響，重點研究了游戲元素在數學學習中對分數理解的作用。

參考文獻：De Nicolò M, Kanatschnig T, Hons M, Wood G, Kiili K, Moeller K, Greipl S, Ninaus M, Kober SE. Engaging learners with games-Insights from functional near-infrared spectroscopy. PLoS One. 2023 Jun 6;18(6):e0286450. doi: 10.1371/journal.pone.0286450. PMID: 37279251; PMCID: PMC10243642.
 

3.《基于棋盤游戲的三合一社會互動的腦間同步模式研究：fNIRS研究》
本文通過使用近紅外光譜技術(fNIRS)研究了三方棋類游戲在基于社交互動中的腦間同步模式，并探討了不同合作方式和溝通模式對腦間同步的影響。

參考文獻：Park J, Shin J, Lee J, Jeong J. Inter-Brain Synchrony Pattern Investigation on Triadic Board Game Play-Based Social Interaction: An fNIRS Study. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2023;31:2923-2932. doi: 10.1109/TNSRE.2023.3292844. Epub 2023 Jul 12. PMID: 37410649.
 

4.《游戲需求分類與實驗疼痛的近紅外光譜分析》
本研究主要探索了使用功能性近紅外光譜（fNIRS）數據來分類游戲需求水平和疼痛狀態(tài)的可能性。參與者在玩不同難度級別的賽車游戲時，同時接受冷壓測試以評估疼痛反應。研究發(fā)現，fNIRS數據能有效分類游戲需求的難易程度，但在同時存在另一項任務時，難以準確分類疼痛狀態(tài)。這顯示了fNIRS在評估認知任務需求方面的潛力，同時也指出了在復雜情境下評估疼痛的挑戰(zhàn)。

參考文獻：Fairclough SH, Dobbins C, Stamp K. Classification of Game Demand and the Presence of Experimental Pain Using Functional Near-Infrared Spectroscopy. Front Neuroergon. 2021 Dec 21;2:695309. doi: 10.3389/fnrgo.2021.695309. PMID: 38235227; PMCID: PMC10790923.
 

5.《實際實時互聯網游戲期間互聯網游戲障礙量表高分者的前額葉皮質激活：使用fNIRS的初步研究》
該研究探討了實時游戲中的神經機制，以區(qū)分目前有爭議的網絡游戲成癮(IGD)與其他行為成癮，并使用功能性近紅外光譜法(fNIRS)研究了15名IGD組和15名對照組在游戲中的神經活動。研究發(fā)現，IGD組在積極事件中顯示出更強的左側背外側前額葉皮層(DLPFC)激活，而在消極事件中則顯示出較弱的側OFC激活。

參考文獻：Cho TH, Nah Y, Park SH, Han S. Prefrontal cortical activation in Internet Gaming Disorder Scale high scorers during actual real-time internet gaming: A preliminary study using fNIRS. J Behav Addict. 2022 Apr 7;11(2):492–505. doi: 10.1556/2006.2022.00017. Epub ahead of print. PMID: 35394923; PMCID: PMC9295239.

想象一下，當你沉浸在游戲中操控角色進行著異常酣暢淋漓的戰(zhàn)斗時，你的大腦正在經歷怎樣的變化？

可穿戴EEG和fNIRS技術能夠捕捉到游戲過程中大腦皮層的腦電波變化，以及前額葉、運動皮層乃至視聽覺處理區(qū)域的血氧濃度變化，揭示出游戲體驗如何激發(fā)玩家的決策制定、手眼協調以及情緒反應。
 

這不僅是技術與游戲的碰撞，更是科學探索的新熱點。同時也促進了游戲產業(yè)與神經科學、心理學等學科的連接。

期待這一研究方向帶來更多突破，開啟游戲與科學融合的新篇章！
 

Brite系列
Brite 系列產品是便攜式功能性近紅外光譜（fNIRS）設備，可測量所有年齡段受試者的大腦活動以及任何大腦區(qū)域：從最通用、最便攜的 27 通道 Brite到專為前額葉皮層設計的設備，再到專為 0 至 1.5 歲嬰兒設計的 BabyBrite，Brite 系列為每項研究提供了完美的解決方案。
 

PortaLite MKII
PortaLite MKII是一款便攜式近紅外設備，配有兩個可拆卸的傳感器，用于測量大腦或肌肉中的氧含量。每個傳感器有6個通道，3個長分離通道和3個短分離通道，用于測量氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的相對濃度變化以及組織飽和度指數（TSI）。使用兩個傳感器，PortaLite MKII 可以輕松地同時監(jiān)測不同部位，例如大腦和肌肉，或兩個大腦半球。