嚴肅游戲在老年輕度認知障礙病人中的應用研究進展

伋可欣，王玲華

1.浙江中醫(yī)藥大學護理學院，浙江 310053；2.杭州市紅十字會醫(yī)院

人口老齡化加重，衰老帶來的相關疾病日漸增多。研究顯示，2019年，全球有超過5 000萬例癡呆癥病人，預計到2050年這一數(shù)字將增加到1.5億例，對癡呆癥人群的照護無疑會增加護理壓力和成本[1]。輕度認知障礙(mild cognitive impairment,MCI)是老年癡呆的先兆癥狀，被定義為人的認知功能大于預期年齡認知的下降，但不會顯著干擾日常生活活動[2]，是處于正常衰老狀態(tài)下的認知衰退與癡呆癥的中間狀態(tài)。及時篩查并早期采取相應措施能夠延緩腦功能的退化，有助于減輕醫(yī)療壓力。認知障礙根據(jù)有無記憶障礙分為遺忘型(aMCI)和非遺忘型(naMCI)，由于輕度認知障礙的癥狀不明顯通常會被忽視，認知疾病的漏篩率較高，但作為癡呆的重要風險因素，早期識別對及時采取干預措施非常有必要[3]。嚴肅游戲(serious game,SG)概念于1970年首次由美國學者Abt等提出，并將其定義為那些主要不是為了娛樂而是為了教育目的而深思熟慮設計的游戲，后來發(fā)展為一種新興的認知干預方式[4]。轉移效應指出，認知障礙人群在進行游戲的過程中提高了接受和未接受訓練的認知能力[5]，嚴肅游戲可提高老年人執(zhí)行功能和處理速度，逐步成為輕度認知障礙評估和干預的新方向。

1 嚴肅游戲概述

1.1 嚴肅游戲的定義 嚴肅游戲是一種新型的認知干預理論，通過進行身體和心理游戲，利用娛樂來達成促進培訓、教育、健康、公共政策和戰(zhàn)略溝通目標。可以是電腦游戲、桌面游戲、角色扮演游戲甚至是戶外游戲，其目的是使用游戲化來加強自身學習知識技巧和學習動力，從而達到特定目標。

1.2 嚴肅游戲設計的理論基礎

1.2.1 心流理論 心流理論最早是由美國心理學家米哈里·契克森米哈賴提出，指個體常因為某項活動具有挑戰(zhàn)性而沉浸其中，側重于闡述當玩家高度集中于完成某件事就進入了心流狀態(tài)，挑戰(zhàn)和技能是影響心流形成的兩個重要因素[6]。這種狀態(tài)有助于自我激勵、維持參與者的動力和提高任務效率。雖然心流是一種短暫主觀的體驗，卻是人愿意持續(xù)投入該種活動的心理原因。

1.2.2 自我決定理論(Self-Determination Theory,SDT) 自我決定理論根據(jù)自主程度將動機劃分為自主動機(識別、整合、內在動機)與控制動機(外在調節(jié)、內投)，并以動機為核心將個人的積極或者消極行為與特定社會環(huán)境因素聯(lián)系起來，側重于在用戶參與活動前為其營造一個產(chǎn)生動機的情境和場所。它基于對能力的需求、自治的需要以及對相關性的需求3個基本需求。游戲已經(jīng)被證明能夠滿足這些需求并增強內在動機。

1.3 嚴肅游戲的特點

1.3.1 嚴肅性 嚴肅性意味著在游戲的同時必須實現(xiàn)至少1個額外目標，也是嚴肅游戲的關鍵部分，對于認知嚴肅游戲來說，需要實現(xiàn)的目標包括持續(xù)的注意力、記憶力和執(zhí)行能力，在沒有加強課程的培訓后6個月，能力提升保持穩(wěn)定。要求實現(xiàn)特征化目標，明確游戲目的和適用目標人群，進行適當?shù)恼蚍答仯绐剟顧C制，使得訓練效果可持續(xù)。

1.3.2 游戲化 游戲化是采取寓教于樂的形式，將游戲設計元素應用到非游戲情境中，從而對使用者心理和行為產(chǎn)生影響，在輕松的氛圍中提高使用者積極性以獲得更好的干預效果，其內核是目標、規(guī)則、反饋系統(tǒng)和自愿參與[7]。游戲化治療方式可以改善訓練流程和行為。

2 嚴肅游戲在輕度認知障礙病人中的應用

2.1 評估輕度認知障礙病人 臨床對認知功能的測量常使用神經(jīng)影像學測試、生物指標檢測、事件相關電位和神經(jīng)心理學測試。影像學技術成本高昂，其他測試影響因素較多，缺少真實日常生活的復雜性。與傳統(tǒng)測試相比，計算機具有多個優(yōu)勢，包括更嚴格的管理標準化、更準確地呈現(xiàn)時間和響應延遲、易于管理以及可能減少評估時間。

2.1.1 收集游戲指標來創(chuàng)建認知可測量任務 游戲過程中會產(chǎn)生各種玩家的任務數(shù)據(jù)，這種能夠反映生物功能的指標稱作數(shù)字生物標志物，可以用作醫(yī)學評估檢測。Exergames平臺在用戶參加體育鍛煉游戲過程中，使用運動捕捉系統(tǒng)動態(tài)記錄生命體征，是一種形成性評估工具[8]。FitForAll最初被設計為一種干預工具，其次是一種評估工具，它包含一組高分辨率監(jiān)控游戲，分別是跳臺滑雪、蘋果樹、打磚塊、釣魚和迷你高爾夫。對認知功能的評估依靠總完成時間、完成任務所需要的次數(shù)、偏離最佳路徑的程度以及錯過游戲中得分點來計算[9]。根據(jù)游戲內的指標將受試者分為正常與認知功能障礙，并與經(jīng)典的神經(jīng)心理學測試相關聯(lián)，通過計算曲線下面積來估計其檢測輕度認知障礙的靈敏度和特異度，總體分類準確率為73.53%。此外，智能老齡化平臺虛擬情景游戲諸如虛擬超市測試(VST)、虛擬樓閣和消防疏散等[10-12]復制了在日常生活中常見的任務來訓練情景記憶、前瞻記憶、空間定位和注意力等認知功能，要求用戶按照指示完成相應任務，系統(tǒng)會記錄各種數(shù)據(jù)（位置、時間和動作），計算任務過程中的完成度、得分情況、時間。對認知障礙篩查正確分類率為70%～85%，在分辨健康人與輕度認知障礙病人的準確率與金標準結果相似。這種評估方式在進行經(jīng)典游戲如卡牌配對、紙牌、排序、拼圖等情況下收集的用戶生成的生理和行為測量結果，可用于解釋或預測與健康相關的結果[13]。

2.1.2 模擬神經(jīng)心理學測試結構設計游戲 傳統(tǒng)的神經(jīng)心理學測試項目內容眾多且測試過程繁瑣，全面完成測試需要較多的時長。Episodix是一款基于加利福尼亞語言學習測試(CVLT)的游戲化來評估情景記憶的工具[14]，以紙質測試為參考，試圖同時具備挑戰(zhàn)性和樂趣，創(chuàng)建了一個與原始測試具有相同結構效度的數(shù)字游戲，游戲設計老年人在城鎮(zhèn)中進行虛擬漫步，任務對象以視頻或音頻的形式出現(xiàn)，利用經(jīng)歷的回憶程度測試認知情況，作為區(qū)分輕度認知障礙、阿爾茨海默病和健康個體的有效工具，與傳統(tǒng)測試相比實現(xiàn)了心理測量的生態(tài)有效性，同時老年人對這項工具表現(xiàn)出良好的接受度。Expanse是從與執(zhí)行功能和傳統(tǒng)評估測試相關的認知結構開始創(chuàng)建的一個敘事故事游戲[15]，以宇宙飛船為背景，專注于參與者與周圍新場景進行互動，驅使他/她參與執(zhí)行功能的情況和活動，是一組用于檢測老年人認知障礙的觸摸屏游戲。單一認知評估開發(fā)的多樣性，讓研究者逐漸轉向多域認知評估。Panoramix軟件由7種游戲組成，用于評估不同的認知領域[16]，即用于情景記憶的Episodix、用于注意力的Attentix、用于處理執(zhí)行功能的Executix、用于評估工作記憶的Workix、用于語義記憶的Semantix、用于處理前瞻性記憶的Procedurix，以及用于認知能力的Gnosix，每個游戲都是基于經(jīng)典的神經(jīng)心理學測試設計而成，內部一致性良好，這種多域的評估方式可以進行選擇性個性化評估，獲得的信息更加精確。

2.2 訓練認知障礙病人的能力

2.2.1 虛擬情景任務訓練 虛擬情景訓練大多通過模擬生活場景完成，為療養(yǎng)院老人設計的MemoreBox以日?；顒訛榛A，注重平衡、記憶、反應能力、手眼協(xié)調、柔韌性的不同組合，設計了摩托車、保齡球、乒乓球、唱歌、郵遞員和跳舞游戲[17]。游戲過程中能夠更好地整合身體和認知訓練，同時相比較傳統(tǒng)身體和認知組合訓練，干預組的認知雙重任務(步行同時進行連續(xù)減法運算)步態(tài)表現(xiàn)和節(jié)奏明顯改善。Zhu等[12]開發(fā)了中國虛擬超市（CVSM）互動式語音應答（IVR）系統(tǒng)，包括操作學習模塊、認知評估模塊和認知干預模塊。在操作學習模塊中，參與者在3個單獨的10～15 min的課程中被教導如何佩戴3D虛擬現(xiàn)實（VR）頭盔和操作VR手柄與虛擬超市互動。多個練習被用來幫助參與者適應虛擬環(huán)境，在認知干預階段進行物品購買數(shù)字排序支付。虛擬廚房烹飪游戲也常用于認知訓練，玩家按照食譜在虛擬廚房中尋找食材并計劃完成食譜所需的行動。通過從冰箱和櫥柜里取出正確的食材，執(zhí)行特定的手勢來完成每個動作[18]。這種模擬日常生活活動訓練更加受到青睞，成為研究的熱點方向。

2.2.2 生物反饋游戲 生物反饋游戲常使用腦電圖和腦電波引起操作性條件反射，用戶可以有意識地調整他們的腦電波活動以達到有針對性的訓練閾值，神經(jīng)反饋訓練不會主動刺激大腦細胞，而是一個反饋學習的過程[19]。在游戲中通過檢查腦電信號中的Beta和Alpha波段的功率譜來估計對象的持續(xù)注意力水平，然后根據(jù)估計的注意力水平調整目標對象的特征。受試者需要保持一定注意力水平來完成奔跑、烹飪、投籃等5款游戲，對比運動游戲可以改善健康老年受試者和遺忘型輕度認知障礙病人的工作記憶、保留空間信息的能力、完成任務的策略以及視覺持續(xù)注意力的能力[20]。但其存在過高的技術成本、復雜的干預設置等應用普及問題，仍然需要進一步改善。

2.2.3 雙重任務游戲 之前的研究已經(jīng)證明，運動健康與老年人認知有關，身體鍛煉可以增強受試者的認知能力[21]，相比單一運動游戲，雙任務游戲嘗試在運動游戲中添加認知元素，受試者同時或者先后進行兩種訓練，大腦和身體協(xié)調完成任務過程中會產(chǎn)生協(xié)同效應，超過簡單的認知訓練效應相加[22]。用戶在進行認知訓練的同時進行身體運動練習。最常見的雙重任務游戲平臺是Exergames，它最初用于平衡訓練，是鍛煉和游戲的結合體，對認知障礙病人認知功能改變，旨在將玩耍的動機方面與鍛煉身體的益處相結合。X-Torp是一款動作冒險嚴肅游戲，需要進行一次長達80 min的培訓，玩家在其中指揮一艘潛艇并遵循故事情節(jié)，與虛擬船只作戰(zhàn)并完成一些迷你益智游戲，每次持續(xù)時間為2 h[23]。目標是刺激認知和身體活動，并有利于改善消極情緒。研究發(fā)現(xiàn)，相比較單任務訓練，多重任務訓練過程中大腦中前額葉涉及認知控制的皮層運動顯著增加[24]，這種對大腦皮層刺激強烈的機制尚不清楚[25]。但雙重任務游戲要求有身體鍛煉的效果，訓練時間較長，需要長時間保持專注。且由于存在身體與大腦的協(xié)調使用，對玩家的能力要求較高。未來需要更多研究探索其可行性。

3 嚴肅游戲在老年人認知障礙中的應用效果

3.1 減少認知篩查時間，縮小判斷的主觀性 認知功能涉及記憶、信息處理、注意力等多個領域，完全篩查所需要的時間較長，且在專業(yè)人員進行測試時，老年人會表現(xiàn)出警覺性和潛在壓力，繼而影響測試結果。使用嚴肅游戲進行認知障礙的篩查過程中，通過受試者在游戲中的表現(xiàn)獲得客觀數(shù)據(jù)進行判斷，節(jié)省了重復測試的時間，避免因評估人員的主觀判斷而帶來的誤差。一款包含傳統(tǒng)節(jié)日主題元素的游戲，進行認知功能的篩查設計框架由神經(jīng)內科的專家參考量表共同確立，篩查時長控制在10～15 min，面向社區(qū)的訓練系統(tǒng)設置3個核心功能模塊，分別是認知篩查游戲、認知小課堂、認知訓練游戲，簡化了篩查過程，配備了后續(xù)的訓練計劃。以計算機為載體的認知篩查游戲可以提供毫秒級的精確測量度，提供更敏感的認知障礙測量，提高了測試的標準化[26]。

3.2 提高訓練的積極性，降低干預成本 大量重復的訓練是功能改善的前提，枯燥的訓練往往會降低積極性，產(chǎn)生倦怠。游戲化帶來的獨特沉浸感和挑戰(zhàn)性可以成為訓練的驅動力。傳統(tǒng)認知訓練的中途中斷率在15%以上，而游戲化的訓練可提高自信心并提供合適的反饋，最大限度地提高玩家參與度。研究顯示，4周內在iPad上進行游戲訓練8 h，在整個游戲過程中保持了高水平的樂趣和動力[27]。老年人對參與嚴肅游戲訓練較之傳統(tǒng)干預的滿意度更高，原因可能在于訓練的自由度更高，同時游戲內含的獎勵機制和外在的進步表現(xiàn)也會帶來成就感，相比較傳統(tǒng)訓練老年人具有更高的自我效能感。這種低障礙、低成本和可持續(xù)的檢測和干預方式正在逐步應用于醫(yī)療領域，減輕工作人員壓力。

3.3 減緩認知功能減退，提高生活質量 由于大部分基于VR的嚴肅游戲模擬日常生活環(huán)境具有生態(tài)有效性，進行訓練之后病人日常生活活動能力顯著提高[28]。研究顯示，身體和認知挑戰(zhàn)的結合對于激活大腦組織保持神經(jīng)能力至關重要[21]，中等強度的有氧訓練刺激大腦組織功能活性，產(chǎn)生神經(jīng)營養(yǎng)因子，繼而增加大腦神經(jīng)可塑性，修復認知相關大腦組織，延緩衰老和疾病帶來的認知功能減退[29]。運動認知雙重訓練在提高認知能力的同時對老年病人平衡能力和身體素質的改善效果顯著[30]，從而幫助老年人逐漸完成簡單的日常生活活動。

3.4 改善心理健康，增加愉悅感 相當一部分認知障礙老年人會出現(xiàn)神經(jīng)精神癥狀，產(chǎn)生負面情緒，腦部組織功能障礙帶來的記憶、執(zhí)行力、空間感知等下降讓老年人不能獨立進行日常活動，給家人增加生活負擔，也會使老年人產(chǎn)生自卑和抑郁的心理，對人際交流產(chǎn)生抵觸。在游戲過程中通過完成挑戰(zhàn)任務促進人際互動，增加積極情緒，減少抑郁癥的發(fā)生[31-32]，同時訓練的有效性也會增強恢復正常生活的信心，獲得自我認同感，從而改變生活的態(tài)度[33]。部分游戲還可以由多個玩家共同參與相互鼓勵，增進社交互動。

4 建議

4.1 簡化任務設計，及時反饋數(shù)據(jù) 老年人是認知障礙的高發(fā)群體，也是嚴肅游戲的受眾，護理人員作為游戲的監(jiān)督實施者可以參與到游戲設計當中，融入護理認知障礙老年人過程中的經(jīng)驗，充分考慮到使用對象的認知能力和心理偏好，簡化游戲界面和任務表達的復雜性，使用色彩明顯的圖片來檢測或評估，減少認知負擔，增強可用性。同時，提高人機對話效率，計算機游戲應用教程應簡潔詳細，避免游戲過程中因為理解能力不足帶來的偏差。康復計劃行之有效的關鍵是堅持，對于認知功能不同的老年人，需要保持合適的挑戰(zhàn)難度，過高或過低的難度都會喪失對游戲的積極性。根據(jù)用戶的認知障礙類型創(chuàng)建不同級別的難度[34]，激發(fā)玩家產(chǎn)生內在動機。將評估過程收集到的數(shù)據(jù)應用于干預過程當中，整合評估與干預兩部分，通過游戲中反饋的數(shù)據(jù)，修改訓練游戲的難度，使游戲內容更加接近日常生活習慣。

4.2 統(tǒng)一評估流程，提供便利篩查 對于輕度認知障礙的評估尚無統(tǒng)一的指導方法，一般依靠經(jīng)驗主觀判斷，在出現(xiàn)癥狀后才會進行相應的評估，往往不能及時發(fā)覺，從而錯過干預的有效期。護理人員可以通過相關培訓掌握游戲評估工具的使用方法，指導家屬協(xié)助參與，盡早對老年病人進行篩查，減少評估耗費的時間和成本。社區(qū)需要定期組織對老年人提供篩查服務，對于居家的老年人群在教學指導后實現(xiàn)自我檢查，方便早期實施干預，達到延緩認知減退的作用。

4.3 關注安全問題，防止意外發(fā)生 老年人神經(jīng)功能退化后存在平衡能力下降，在運動游戲中需要注意老年人安全問題，特別是基于VR的游戲更會使玩家產(chǎn)生眩暈等癥狀，需要掌握合適的訓練時長，訓練過程中護理人員要做好保護措施，防止訓練時摔倒?？稍谟柧毜孛娣胖萌彳浀靥海瑢τ谡玖⒛芰^低、首次進行訓練的人群不宜選擇平衡難度較大的游戲，注重個體能力差異性，適時在正式訓練前進行1次預訓練，以選擇合適的強度提供個性化訓練。

5 小結

嚴肅游戲是一種新的認知行為療法，其在醫(yī)療教育、康復中應用廣泛，通過嚴肅游戲對老年人認知障礙篩查和干預是一個新興的研究方向，與傳統(tǒng)的措施相比，更具有客觀性和生態(tài)有效性，可以進一步降低干預成本，提高老年人參與的積極性，有助于為居家老人實現(xiàn)自我認知狀況監(jiān)測管理，緩解醫(yī)療資源和社會壓力。