嚴肅游戲在認知障礙人群中應用的范圍綜述

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)藥大學護理學院，江蘇 南京 210023；2.南京醫(yī)科大學生物工程與信息學院，江蘇 南京 211166）

嚴肅游戲（serious game，SG）由Clark在1970年首次提出，指專門通過數(shù)字設備實現(xiàn)醫(yī)療健康教育的“嚴肅”目的而設計的游戲。通過數(shù)字化桌面游戲、模擬技能訓練等多種形式，提高個人在“現(xiàn)實”世界中的知識、技能或態(tài)度[1]。認知障礙人群認知功能下降大于預期年齡的認知下降[2]，嚴肅游戲可鍛煉多任務處理、溝通決策等技能，提高認知水平[3]。嚴肅的游戲和游戲化干預措施在認知障礙人群中應用日益廣泛，但其任務設計、評價指標、評估流程等存在較大異質(zhì)性，需進一步規(guī)范，以評估其應用價值。本次研究旨在了解嚴肅游戲在認知障礙人群中的應用現(xiàn)狀，分析嚴肅游戲應用的具體細節(jié)，明確當前研究進展及不足，為嚴肅游戲在認知障礙人群中的規(guī)范、合理應用提出建議。

1 資料與方法

1.1 文獻納入和排除標準 根據(jù)Peters MDJ等[4]制定的PCC（participant，concept and context）原則確定納入標準，即研究對象（Participants）、概念（Concept）、情境（Context）。①研究對象：認知障礙人群；②概念：嚴肅游戲，包括線上及線下形式；③情境：認知評估和（或）認知干預。排除標準：①嚴肅游戲的開發(fā)、設計等相關(guān)研究；②無法獲取全文和摘要的文獻、會議論文；③綜述、系統(tǒng)評價等二次研究；④重復發(fā)表和質(zhì)量較低的文獻。

1.2 文獻檢索 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)于嚴肅游戲應用于認知障礙中的相關(guān)研究。采用主題詞結(jié)合自由詞進行檢索，中文數(shù)據(jù)庫以中國知網(wǎng)為例，檢索式為：SU=（‘認知障礙’+‘輕度認知障礙’+‘認知下降’+‘認知損害’）AND TKA=（‘嚴肅游戲’+‘教育游戲’+‘游戲評估’+‘游戲平臺’+‘游戲教學’+‘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 文獻篩選 檢索文獻題錄導入NoteExpress去除重復文獻，由2名經(jīng)過循證護理培訓的研究人員根據(jù)納排標準獨立進行文獻篩選，過程中遇到分歧時通過第3人小組會議最終確定符合標準的文獻。

1.4 數(shù)據(jù)提取與分析 2名研究者獨立篩選標題和摘要，確定可能符合納入標準的研究，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、應用情景、頻次時間、研究結(jié)果、局限性，并進行匯總分析。

2 結(jié)果

2.1 納入文獻基本特征 共檢索到856篇文獻，刪除584篇重復文獻、5篇無法獲取全文文獻、226篇與本研究問題不符文獻，21篇文獻質(zhì)量較低，7篇為游戲設計開發(fā)類，最后納入13篇文獻。確定納入的研究類型含隨機對照試驗（n=4）、類實驗研究（n=7）、橫斷面研究（n=2），共涉及9個國家，提取的基本信息詳見表1。嚴肅游戲在認知障礙各階段人群中均有應用。納入的13項研究應用類型分為認知障礙人群的干預（n=9）與認知評估（n=4）兩大類應用情景，其中，在家庭環(huán)境下開展的有3項，在醫(yī)療機構(gòu)或?qū)I(yè)醫(yī)護人員指導下進行的有7項研究，其余未說明應用場景。干預形式主要包括線上線下小游戲、虛擬仿真軟件、體感游戲等形式進行認知、感官、運動等多維度訓練。評價指標較以神經(jīng)心理學測試和自理能力評估為主，其中2項研究加入腦電圖信號作為客觀觀測指標。

表1 納入研究的基本特征

2.2 認知障礙人群中嚴肅游戲應用類型

2.2.1 設計特定游戲環(huán)節(jié)鍛煉不同認知功能 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。我國學者設計的“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”實現(xiàn)視知覺訓練、手眼協(xié)調(diào)訓練、短期記憶訓練[8]。韓國設計的Brain Talk游戲中“制作披薩”要求查看訂單，并在適當?shù)臅r間烘焙，以做出正確的早餐，主要為了提高計劃、思維和注意力，“捕魚”要求當移動的魚和青蛙出現(xiàn)時觸摸屏幕，用于鍛煉注意力、敏捷性、視聽反應和協(xié)調(diào)性[10]。德國“MemoreBox”設計了摩托車、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)、反應能力的不同組合[11]。

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

2.2.3 收集游戲指標來創(chuàng)建認知可測量任務，評估認知下降 希臘Iliadou P等[13]通過在老人體驗“虛擬超市”購物流程等過程中采集腦電圖信號，發(fā)現(xiàn)虛擬超市測試可代替神經(jīng)心理學測試作為認知下降評估工具。法國設計的“廚房和烹飪”游戲通過監(jiān)測游戲性時間同樣發(fā)現(xiàn)，不同游戲活動的時間與神經(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)心理學測試程序化評估認知水平 西班牙設計的“Episodix”是以加利福尼亞語言學習紙質(zhì)測試為基礎(chǔ)開發(fā)的數(shù)字游戲，用于評估情景記憶。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，可作為區(qū)分輕度認知障礙、阿爾茨海默病和健康個體的有效工具[16]。

3 討論

3.1 適用于認知評估和認知干預多種情景，有效改善認知功能 認知功能涉及記憶、信息處理、注意力等多個領(lǐng)域，完整的神經(jīng)心理學測試篩查耗時較長[20]，且專業(yè)人員在場會影響老年人評估心理，繼而影響測試結(jié)果。作為認知評估工具，嚴肅游戲設定標準化流程進行認知篩查，目前大多數(shù)研究時長為15～30 min，通常根據(jù)受試者游戲表現(xiàn)得分或游戲時長等進行判斷[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評估認知功能，使得評估結(jié)果更為客觀精準。作為干預手段，嚴肅游戲?qū)⒆⒁饬Α⒂洃浟蛨?zhí)行能力等認知功能訓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，具有較好的應用效果，研究結(jié)果表明[9，12，13]，嚴肅游戲干預后MoCA、MMSE評估認知功能均有所改善。此外，嚴肅游戲可在家庭、社區(qū)、機構(gòu)等非醫(yī)療環(huán)境下使用平板或手機等移動設備進行，不受環(huán)境和時間限制，有助于降低訓練成本。

3.2 改善日常活動能力，提升生活質(zhì)量 嚴肅游戲除改善認知功能，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)生遠遷移。研究發(fā)現(xiàn)，老年人日常生活活動能力的損傷顯著增加發(fā)生認知功能障礙的風險[21]，通過日常活動能力評估與干預可逆轉(zhuǎn)或延緩認知衰弱進程[22]。因此，大部分的認知嚴肅游戲設置老人熟悉的生活場景、工具事務處理或者日常活動技能作為訓練環(huán)節(jié)，如超市購物、廚房烹飪、打電話等，進行訓練之后老人日常生活活動能力顯著提高[13，14，17]。背后機制可能與身體和認知挑戰(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知功能[23，24]。此外，部分游戲設置運動項目作為游戲環(huán)節(jié)，如奔跑、投籃[15]、乒乓球[11]等，通過運動可以增加大腦循環(huán)、增加神經(jīng)遞質(zhì)的可用性及增強生理和神經(jīng)過程來改善認知表現(xiàn)[25，26]。

3.3 改善老年人情緒，提高訓練積極性 大量重復訓練是功能改善的前提，枯燥的訓練會降低參與積極性，產(chǎn)生倦怠[27]。研究顯示[28]，傳統(tǒng)認知訓練過程中斷率在15%以上，而4周內(nèi)在iPad上進行游戲訓練8 h，參與者在整個游戲過程中保持了高水平的樂趣和動力。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，游戲化的訓練同時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]。同時游戲內(nèi)含的獎勵機制和外在的進步表現(xiàn)也會帶來成就感，游戲帶來的獨特沉浸感和挑戰(zhàn)性也可給老人帶來積極體驗和積極情緒，產(chǎn)生更高的自我效能感[30]。嚴肅游戲作為低障礙、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(lǐng)域[31]，已經(jīng)取得一些成效，建議從以下幾個方面深入研究。①既往的研究大多集中于嚴肅游戲?qū)τ谡J知障礙干預效果研究，僅少數(shù)研究應用于認知功能評估。建議結(jié)合生物標記物、腦電信號等客觀指標，探索嚴肅游戲輔助認知診斷分類效果。②當前研究類型局限，樣本量較小，大多評估整體認知功能，未細化到各個認知域效果評估，建議未來開展更多隨機對照研究，進一步分析不同游戲場景設置、環(huán)節(jié)設定對不同認知域的影響。③隨著認知嚴肅游戲的實施，還可從游戲設計的科學性、場景應用的拓展性、效果評價的多樣性等方面不斷完善，提高嚴肅游戲的干預質(zhì)量。