嚴(yán)肅游戲在認(rèn)知障礙人群中應(yīng)用的范圍綜述

張薛晴，宋玉磊，田 萌，陳宇晴，王 偉，向文濤，徐桂華，柏亞妹

（1.南京中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.南京醫(yī)科大學(xué)生物工程與信息學(xué)院，江蘇 南京 211166）

嚴(yán)肅游戲（serious game，SG）由Clark在1970年首次提出，指專門通過數(shù)字設(shè)備實(shí)現(xiàn)醫(yī)療健康教育的“嚴(yán)肅”目的而設(shè)計(jì)的游戲。通過數(shù)字化桌面游戲、模擬技能訓(xùn)練等多種形式，提高個(gè)人在“現(xiàn)實(shí)”世界中的知識(shí)、技能或態(tài)度[1]。認(rèn)知障礙人群認(rèn)知功能下降大于預(yù)期年齡的認(rèn)知下降[2]，嚴(yán)肅游戲可鍛煉多任務(wù)處理、溝通決策等技能，提高認(rèn)知水平[3]。嚴(yán)肅的游戲和游戲化干預(yù)措施在認(rèn)知障礙人群中應(yīng)用日益廣泛，但其任務(wù)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)指標(biāo)、評(píng)估流程等存在較大異質(zhì)性，需進(jìn)一步規(guī)范，以評(píng)估其應(yīng)用價(jià)值。本次研究旨在了解嚴(yán)肅游戲在認(rèn)知障礙人群中的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析嚴(yán)肅游戲應(yīng)用的具體細(xì)節(jié)，明確當(dāng)前研究進(jìn)展及不足，為嚴(yán)肅游戲在認(rèn)知障礙人群中的規(guī)范、合理應(yīng)用提出建議。

1 資料與方法

1.1 文獻(xiàn)納入和排除標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)Peters MDJ等[4]制定的PCC（participant，concept and context）原則確定納入標(biāo)準(zhǔn)，即研究對象（Participants）、概念（Concept）、情境（Context）。①研究對象：認(rèn)知障礙人群；②概念：嚴(yán)肅游戲，包括線上及線下形式；③情境：認(rèn)知評(píng)估和（或）認(rèn)知干預(yù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①嚴(yán)肅游戲的開發(fā)、設(shè)計(jì)等相關(guān)研究；②無法獲取全文和摘要的文獻(xiàn)、會(huì)議論文；③綜述、系統(tǒng)評(píng)價(jià)等二次研究；④重復(fù)發(fā)表和質(zhì)量較低的文獻(xiàn)。

1.2 文獻(xiàn)檢索 檢索采用主題詞結(jié)合自由詞的方式檢索建庫以來至2023年5月發(fā)表在PubMed、Web of Science、Cochrane Library、MEDLINE、CI-NAHL、萬方、知網(wǎng)、維普中關(guān)于嚴(yán)肅游戲應(yīng)用于認(rèn)知障礙中的相關(guān)研究。采用主題詞結(jié)合自由詞進(jìn)行檢索，中文數(shù)據(jù)庫以中國知網(wǎng)為例，檢索式為：SU=（‘認(rèn)知障礙’+‘輕度認(rèn)知障礙’+‘認(rèn)知下降’+‘認(rèn)知損害’）AND TKA=（‘嚴(yán)肅游戲’+‘教育游戲’+‘游戲評(píng)估’+‘游戲平臺(tái)’+‘游戲教學(xué)’+‘教育游戲’）。英文檢索以PubMed為例，檢索式為（"serious"[All Fields]AND"game"[All Fields]AND("cognitive dysfunction"[MeSH Terms]OR("cognitive"[All Fields]AND"dysfunction"[All Fields])OR"cognitive dysfunction"[All Fields]OR"cognitive"[AllFields]AND"impairment"[All Fields])OR"cognitive impairment"[All Fields]）。

1.3 文獻(xiàn)篩選 檢索文獻(xiàn)題錄導(dǎo)入NoteExpress去除重復(fù)文獻(xiàn)，由2名經(jīng)過循證護(hù)理培訓(xùn)的研究人員根據(jù)納排標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立進(jìn)行文獻(xiàn)篩選，過程中遇到分歧時(shí)通過第3人小組會(huì)議最終確定符合標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)。

1.4 數(shù)據(jù)提取與分析 2名研究者獨(dú)立篩選標(biāo)題和摘要，確定可能符合納入標(biāo)準(zhǔn)的研究，根據(jù)研究問題提取相關(guān)信息，包括作者、國家、發(fā)表年份、研究類型、研究對象、樣本量、游戲內(nèi)容、應(yīng)用情景、頻次時(shí)間、研究結(jié)果、局限性，并進(jìn)行匯總分析。

2 結(jié)果

2.1 納入文獻(xiàn)基本特征 共檢索到856篇文獻(xiàn)，刪除584篇重復(fù)文獻(xiàn)、5篇無法獲取全文文獻(xiàn)、226篇與本研究問題不符文獻(xiàn)，21篇文獻(xiàn)質(zhì)量較低，7篇為游戲設(shè)計(jì)開發(fā)類，最后納入13篇文獻(xiàn)。確定納入的研究類型含隨機(jī)對照試驗(yàn)（n=4）、類實(shí)驗(yàn)研究（n=7）、橫斷面研究（n=2），共涉及9個(gè)國家，提取的基本信息詳見表1。嚴(yán)肅游戲在認(rèn)知障礙各階段人群中均有應(yīng)用。納入的13項(xiàng)研究應(yīng)用類型分為認(rèn)知障礙人群的干預(yù)（n=9）與認(rèn)知評(píng)估（n=4）兩大類應(yīng)用情景，其中，在家庭環(huán)境下開展的有3項(xiàng)，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)或?qū)I(yè)醫(yī)護(hù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行的有7項(xiàng)研究，其余未說明應(yīng)用場景。干預(yù)形式主要包括線上線下小游戲、虛擬仿真軟件、體感游戲等形式進(jìn)行認(rèn)知、感官、運(yùn)動(dòng)等多維度訓(xùn)練。評(píng)價(jià)指標(biāo)較以神經(jīng)心理學(xué)測試和自理能力評(píng)估為主，其中2項(xiàng)研究加入腦電圖信號(hào)作為客觀觀測指標(biāo)。

表1 納入研究的基本特征

2.2 認(rèn)知障礙人群中嚴(yán)肅游戲應(yīng)用類型

2.2.1 設(shè)計(jì)特定游戲環(huán)節(jié)鍛煉不同認(rèn)知功能 對于認(rèn)知嚴(yán)肅游戲來說，需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)包括持續(xù)的注意力、記憶力和執(zhí)行能力。我國學(xué)者設(shè)計(jì)的“腦有所樂”通過“物體分辨和記憶排序游戲”“看字讀色游戲”“尋寶大作戰(zhàn)游戲”實(shí)現(xiàn)視知覺訓(xùn)練、手眼協(xié)調(diào)訓(xùn)練、短期記憶訓(xùn)練[8]。韓國設(shè)計(jì)的Brain Talk游戲中“制作披薩”要求查看訂單，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間烘焙，以做出正確的早餐，主要為了提高計(jì)劃、思維和注意力，“捕魚”要求當(dāng)移動(dòng)的魚和青蛙出現(xiàn)時(shí)觸摸屏幕，用于鍛煉注意力、敏捷性、視聽反應(yīng)和協(xié)調(diào)性[10]。德國“MemoreBox”設(shè)計(jì)了摩托車、保齡球、乒乓球、唱歌、郵遞員和跳舞游戲，注重記憶、平衡、手眼協(xié)調(diào)、反應(yīng)能力的不同組合[11]。

2.2.2 融合認(rèn)知干預(yù)理念與干預(yù)機(jī)制設(shè)定游戲場景我國Chang CH等[6]設(shè)計(jì)的“體感游戲”融入了懷舊療法與手勢訓(xùn)練，研究發(fā)現(xiàn)每個(gè)手指都有不同的功能，與大腦的不同區(qū)域相連。手指可以使大腦運(yùn)動(dòng)皮層和體感皮層的血流增加10%以上，從而有效預(yù)防癡呆癥[18]，而懷舊療法則被認(rèn)為是較為成熟的認(rèn)知障礙非藥物干預(yù)手段[19]。通過在游戲場景中整合干預(yù)元素，區(qū)別于傳統(tǒng)的認(rèn)知干預(yù)，在輕松的氛圍中提高使用者積極性，從而獲得更好的干預(yù)效果。

2.2.3 收集游戲指標(biāo)來創(chuàng)建認(rèn)知可測量任務(wù)，評(píng)估認(rèn)知下降 希臘Iliadou P等[13]通過在老人體驗(yàn)“虛擬超市”購物流程等過程中采集腦電圖信號(hào)，發(fā)現(xiàn)虛擬超市測試可代替神經(jīng)心理學(xué)測試作為認(rèn)知下降評(píng)估工具。法國設(shè)計(jì)的“廚房和烹飪”游戲通過監(jiān)測游戲性時(shí)間同樣發(fā)現(xiàn)，不同游戲活動(dòng)的時(shí)間與神經(jīng)心理測試的表現(xiàn)一致，可區(qū)分AD和MCI患者[17]。

2.2.4 模擬神經(jīng)心理學(xué)測試程序化評(píng)估認(rèn)知水平 西班牙設(shè)計(jì)的“Episodix”是以加利福尼亞語言學(xué)習(xí)紙質(zhì)測試為基礎(chǔ)開發(fā)的數(shù)字游戲，用于評(píng)估情景記憶。游戲設(shè)計(jì)老年人在城鎮(zhèn)中進(jìn)行虛擬漫步，任務(wù)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(rèn)知情況，可作為區(qū)分輕度認(rèn)知障礙、阿爾茨海默病和健康個(gè)體的有效工具[16]。

3 討論

3.1 適用于認(rèn)知評(píng)估和認(rèn)知干預(yù)多種情景，有效改善認(rèn)知功能 認(rèn)知功能涉及記憶、信息處理、注意力等多個(gè)領(lǐng)域，完整的神經(jīng)心理學(xué)測試篩查耗時(shí)較長[20]，且專業(yè)人員在場會(huì)影響老年人評(píng)估心理，繼而影響測試結(jié)果。作為認(rèn)知評(píng)估工具，嚴(yán)肅游戲設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)化流程進(jìn)行認(rèn)知篩查，目前大多數(shù)研究時(shí)長為15～30 min，通常根據(jù)受試者游戲表現(xiàn)得分或游戲時(shí)長等進(jìn)行判斷[15]。Valladares-Rodriguez S等[16]和Iliadou P等[13]還加入游戲過程中腦電圖變化指標(biāo)評(píng)估認(rèn)知功能，使得評(píng)估結(jié)果更為客觀精準(zhǔn)。作為干預(yù)手段，嚴(yán)肅游戲?qū)⒆⒁饬Α⒂洃浟蛨?zhí)行能力等認(rèn)知功能訓(xùn)練融入到游戲情境中，從而對使用者心理和行為產(chǎn)生影響，具有較好的應(yīng)用效果，研究結(jié)果表明[9，12，13]，嚴(yán)肅游戲干預(yù)后MoCA、MMSE評(píng)估認(rèn)知功能均有所改善。此外，嚴(yán)肅游戲可在家庭、社區(qū)、機(jī)構(gòu)等非醫(yī)療環(huán)境下使用平板或手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行，不受環(huán)境和時(shí)間限制，有助于降低訓(xùn)練成本。

3.2 改善日?；顒?dòng)能力，提升生活質(zhì)量 嚴(yán)肅游戲除改善認(rèn)知功能，產(chǎn)生近遷移，還能改善日常生活能力、注意力、執(zhí)行力等其他方面，產(chǎn)生遠(yuǎn)遷移。研究發(fā)現(xiàn)，老年人日常生活活動(dòng)能力的損傷顯著增加發(fā)生認(rèn)知功能障礙的風(fēng)險(xiǎn)[21]，通過日?；顒?dòng)能力評(píng)估與干預(yù)可逆轉(zhuǎn)或延緩認(rèn)知衰弱進(jìn)程[22]。因此，大部分的認(rèn)知嚴(yán)肅游戲設(shè)置老人熟悉的生活場景、工具事務(wù)處理或者日?；顒?dòng)技能作為訓(xùn)練環(huán)節(jié)，如超市購物、廚房烹飪、打電話等，進(jìn)行訓(xùn)練之后老人日常生活活動(dòng)能力顯著提高[13，14，17]。背后機(jī)制可能與身體和認(rèn)知挑戰(zhàn)的結(jié)合有助于激活大腦組織，保持神經(jīng)能力，游戲還可以改善對注意力的控制，這反過來又可以改善認(rèn)知功能[23，24]。此外，部分游戲設(shè)置運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目作為游戲環(huán)節(jié)，如奔跑、投籃[15]、乒乓球[11]等，通過運(yùn)動(dòng)可以增加大腦循環(huán)、增加神經(jīng)遞質(zhì)的可用性及增強(qiáng)生理和神經(jīng)過程來改善認(rèn)知表現(xiàn)[25，26]。

3.3 改善老年人情緒，提高訓(xùn)練積極性 大量重復(fù)訓(xùn)練是功能改善的前提，枯燥的訓(xùn)練會(huì)降低參與積極性，產(chǎn)生倦怠[27]。研究顯示[28]，傳統(tǒng)認(rèn)知訓(xùn)練過程中斷率在15%以上，而4周內(nèi)在iPad上進(jìn)行游戲訓(xùn)練8 h，參與者在整個(gè)游戲過程中保持了高水平的樂趣和動(dòng)力。老年人對參與嚴(yán)肅游戲訓(xùn)練較之傳統(tǒng)干預(yù)的滿意度更高，原因可能在于訓(xùn)練的自由度更高，游戲化的訓(xùn)練同時(shí)可提高自信心并提供合適的反饋，最大限度地提高老年人游戲參與度[29]。同時(shí)游戲內(nèi)含的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制和外在的進(jìn)步表現(xiàn)也會(huì)帶來成就感，游戲帶來的獨(dú)特沉浸感和挑戰(zhàn)性也可給老人帶來積極體驗(yàn)和積極情緒，產(chǎn)生更高的自我效能感[30]。嚴(yán)肅游戲作為低障礙、低成本和可持續(xù)的檢測和干預(yù)方式正在逐步應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域[31]，已經(jīng)取得一些成效，建議從以下幾個(gè)方面深入研究。①既往的研究大多集中于嚴(yán)肅游戲?qū)τ谡J(rèn)知障礙干預(yù)效果研究，僅少數(shù)研究應(yīng)用于認(rèn)知功能評(píng)估。建議結(jié)合生物標(biāo)記物、腦電信號(hào)等客觀指標(biāo)，探索嚴(yán)肅游戲輔助認(rèn)知診斷分類效果。②當(dāng)前研究類型局限，樣本量較小，大多評(píng)估整體認(rèn)知功能，未細(xì)化到各個(gè)認(rèn)知域效果評(píng)估，建議未來開展更多隨機(jī)對照研究，進(jìn)一步分析不同游戲場景設(shè)置、環(huán)節(jié)設(shè)定對不同認(rèn)知域的影響。③隨著認(rèn)知嚴(yán)肅游戲的實(shí)施，還可從游戲設(shè)計(jì)的科學(xué)性、場景應(yīng)用的拓展性、效果評(píng)價(jià)的多樣性等方面不斷完善，提高嚴(yán)肅游戲的干預(yù)質(zhì)量。