许多孩子都梦想着变得更聪明、更富有创造力。如果你上网搜索, 你会发现很多游戏和程序都声称可以帮助你增强脑力。但是, 增强大脑功能真的可能吗？这些所谓的脑力训练游戏是否值得你花费宝贵的时间？读完这篇文章, 你就知道了！

灵活的大脑

你有没有想过, 为什么有些孩子擅长运动, 而有些孩子却更擅长弹吉他或数学计算？你是否可以把注意力不集中归咎于自己的基因, 或者是努力？多年来, 科学家们一直试图找出我们的天赋和能力中哪些部分是由基因决定的, 哪些部分受环境影响。事实证明, 这个问题没有简单的答案, 因为基因和环境总是共同起作用 [1]。虽然基因可能会影响你的表现和学习能力的上限, 但环境却决定了你的能力究竟是如何发展的。因此, 大脑的发育方式具有一定的内在灵活性, 这有助于你适应成长环境。为了解释这一观点, 我们想介绍 (虚构的) 约翰和罗恩 (图 1) 的故事, 约翰和罗恩是同卵双胞胎, 这意味着他们的基因百分之百相同。让我们想象一下, 由于某种原因, 约翰和罗恩一出生就被分开, 在不同的家庭中长大。约翰生长在一个非常喜欢运动的家庭, 而罗恩则生长在一个喜欢阅读和写作的家庭。原来, 虽然约翰和罗恩拥有相同的 “跑步” 和 “写作” 基因, 但不同的家庭环境却影响了他们能力的发展, 约翰长大后热衷于跑步, 而罗恩长大后则成为了一名作家。

但是, 在学校里表现得很聪明又是怎么回事呢？研究表明, 学习成绩优异与 执行功能 有很大关系 [2]。 执行功能是帮助你完成复杂任务的一系列能力, 例如规划功课、完成作业以及控制情绪。最重要的执行功能之一称为 工作记忆, 它可以让你在头脑中保持信息并进行心理操作, 例如在头脑中进行数字的加法运算 (图 2A)。另一个重要的执行功能是 抑制能力, 它可以帮助你抵制分心和诱惑, 例如, 抵制吃掉整罐饼干的诱惑 (图 2B)。第三项执行功能是 认知灵活性, 它可以帮助你在不同的任务之间快速转移注意力, 比如在家庭作业和 YouTube 订阅源之间来回切换 (图 2C)。为了测量执行功能, 研究人员设计了许多可以在电脑上玩的游戏 (图 2D-F)。 结果发现, 在这些游戏中表现较好的孩子在学校的表现也较好。此外, 较差的执行功能与不良状况有关, 如心理健康问题、肥胖和社会问题 [2]。你可能会认为执行功能是大脑中的固有功能, 但事实并非如此, 就像其他能力一样, 执行功能也会受到基因和环境的影响。这是个好消息, 因为这意味着你至少可以在一定程度上控制这些功能的发展。童年可能是提高脑力的最佳时期, 就像塑造一棵正在发育的树比塑造一棵成熟的树更容易一样 (图 3), 训练一个正在发育的大脑可能比训练一个成年人的大脑更容易 [1, 3]。 最后, 需要注意的是, 虽然儿童的大脑比成熟大脑更具可塑性, 但儿童处理新信息的效率和策略性可能不如成熟大脑, 这可能会稍稍影响训练效果。

训练大脑

互联网上充斥着各种优化大脑功能的技巧和窍门, 也有许多与这一主题相关的书籍。这些建议包括保证充足的睡眠、吃健康的食物、锻炼身体。但还有一种方法叫做脑力训练, 根据提供这种训练的公司的说法, 你可以 “每天用几分钟训练你的大脑”, 使用者报告了惊叹的变化, 从提高注意力到保龄球球技变好 [4]。脑力训练通常是指练习大脑的执行功能, 通过执行复杂的脑力任务, 你的大脑会非常努力地工作, 因此被称为脑力训练。此外, 研究表明, 大脑会随着训练而发生变化 [3], 然而, 这并没有想象中那么神奇。你所做的每一件事都会让你的大脑发生微小的变化, 无论是遛狗、与朋友聚会, 还是阅读这篇文章。因此, “脑力训练”这个词有点名不副实, 更准确的名称应该是执行功能训练。

但脑力训练有效吗? 由于执行功能与智力、学习成绩以及其他各种现实生活中的结果密切相关, 研究人员认为, 训练大脑执行功能的游戏也可能会提高所有这些领域的能力。换句话说, 由于 图 2A-C 所示的日常活动与 图 2D-F 所示的游戏需要相同的大脑能力, 因此在进行游戏训练后, 你可能会在日常活动方面有所提高, 这就是研究人员所说的 迁移。在过去的 20 多年里, 已经进行了大量的科学研究来检验迁移是否真的发生 [4]。研究结果表明, 脑力训练计划通常能提高受训者完成任务的能力。换句话说, 练习在工作记忆中重新排序字母的参与者能够更好地在工作记忆中重新排序字母。也有充分的证据表明, 参与者在密切相关的任务 (例如在工作记忆中对数字重新排序) 上的表现会更好。不过, 根据目前的证据, 我们还不能断定脑力训练能提高更确切的任务, 如数学或阅读作业的成绩 [4]。 因此, 尽管你可能会在用于训练的游戏中取得巨大进步, 但这并不一定意味着你会在日常生活中也会有进步。通常情况下, 你学到的技能只适用于你所玩的特定游戏。为了产生更深远的影响, 下一代的脑力训练计划可能会包括更多种类的活动, 并与现实生活相结合。例如, 可以在复杂的电子游戏或学校科目中加入训练执行功能的活动。

大脑与书籍

我们知道, 你每天做的事情有助于塑造你的大脑, 我们也知道训练大脑是有可能的。然而, 研究人员仍在努力寻找训练大脑的最佳方法。你愿意把宝贵的时间花在一个可能没有实质性效果的脑力训练计划上吗？还是愿意把时间花在有趣的事情上, 比如运动或看书？有趣的是, 研究表明, 体育锻炼不仅对身体有益, 对大脑也有好处。经常参加体育锻炼对学习成绩的影响甚至可能比脑力训练计划的效果更重要。同样, 阅读书籍似乎对思维能力有更普遍的影响。研究表明, 通过积累词汇量和增加背景知识, 经常阅读有助于让你变得更聪明 [5]。最酷的是, 你每创建一个新的记忆, 大脑中就会建立新的连接, 并加强现有的连接。你掌握的知识越多, 就越容易学到更多 [5]！

此外, 阅读书籍可以训练你的思维能力。你有没有注意到, 当你沉浸在故事中时, 世界上的其他事物似乎都消失了？这是因为你的大脑正在努力工作。当你阅读一本书时, 你需要记住不同的人物、他们的背景、目标以及有关他们性格和行为的细节。此外, 你还需要经常阅读字里行间, 才能了解一本书的内容。要做到这些, 你需要同时运用背景知识和执行功能。没有背景知识, 你就无法理解所用的词语, 而没有执行功能, 你就永远无法在脑海中创造出一个完整的故事。研究表明, 孩子们阅读得越多, 他们的这些技能就越强。最后, 除了增强记忆力和理解能力, 阅读还可以帮助你从不同角色的角度去看待问题并对其产生共鸣, 这也是现实生活中的一项重要技能 [6]。

结语

尽管发育中的大脑具有超强的灵活性, 让自己变得更聪明应该是有可能的, 但脑力训练能帮助你做到这一点的证据充其量也只是喜忧参半。未来的脑力训练计划可能会包括多种与现实生活相结合的活动。但不要等待新的项目！如果你想在今天做些什么来增强你的大脑功能, 那就多运动、多吃健康食品、保证充足睡眠, 并通过大量阅读来不断学习新知识。恭喜你, 你现在就在这样做！

致谢

这项工作得到了 Jacobs Foundation (DJ) 的支持。我们要感谢翻译了这个系列文章的人，他们让非英语国家的孩子也能阅读这篇文章。感谢 Jacobs Foundation 为翻译这些文章提供的必要资金支持。这篇文章荷兰语翻译是由作者自己提供的。

感谢脑与心智毕生发展研究中心、发展人口神经科学研究中心对本文中文翻译的贡献。感谢罗鑫澧对本文中文翻译及编辑的贡献；感谢左西年、张蕾对本文中文审校的贡献。

术语表

执行功能 (Executive functions): ↑ 帮助你控制思想和行为的大脑能力。一些研究人员也将执行功能称为认知控制。

工作记忆 (Working memory): ↑ 能在短时间内记住信息, 以便进行处理的能力。

抑制能力 (Inhibition): ↑ 抵制干扰和诱惑的能力。

认知灵活性 (Cognitive flexibility): ↑ 在不同任务之间来回切换的能力。

迁移 (Transfer): ↑ 利用在一种情况下学到的技能来提高在另一种情况下的表现。

利益冲突声明

作者声明, 该研究是在没有任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。