威斯康星大学学习科学教授 James Gee，在他第一次玩一款名为 《睡衣山姆：天黑不躲藏》 的学龄前儿童电子游戏时，感到非常震惊。Gee 的儿子 Sam，当时 6 岁，一直吵着要玩这款游戏。游戏中有一个小男孩，他会打扮成他最喜欢的动作英雄“睡衣侠”，然后在由邪恶反派“黑暗”统治的虚拟世界中展开冒险。于是 Gee 把《睡衣山姆》带回家，自己试玩了一下。“我想，我可以玩并完成它，这样我就可以帮助 Sam 了，”Gee 说。“结果，我不得不去问他来帮我。”
Gee 在玩《睡衣山姆》时玩得很开心，以至于他随后决定尝试一款他在商店货架上随意挑选的成人电子游戏——一款 H. G. 威尔斯风格的科幻探险游戏，名为《时间机器新历险记》。“我把它带回家后，对它的难度感到非常震惊，”他说。
Gee 的学术兴趣也受到了启发。他立刻感觉到，当他努力解决时间机器的谜题时，他的大脑里正在发生一些发人深省的事情。“自研究生时代以来，我就没有进行过这种新的学习了。你知道，随着年龄的增长，你会倾向于故步自封。”
Gee 的顿悟让他走在了关于电子游戏如何影响认知研究的前沿。在实验室实验结果的支持下，Gee 和其他研究人员大胆提出，游戏可能对智力有益。这些学者也承认游戏可能令人上瘾，他们的研究部分探讨了游戏如何与人类大脑的奖励回路相连接。但他们现在认识到玩电子游戏的认知益处：模式识别、系统思维，甚至耐心。这项研究背后隐藏着一个想法，即游戏可以像体育锻炼一样锻炼大脑：它可能因为具有挑战性而令人上瘾。
当然，这一切都与游戏玩家是注意力缺陷、疯狂刺激的成瘾者的传统刻板印象背道而驰，他们很容易被炫目的画面和屏幕上的杀戮所分散注意力。相反，成功的游戏玩家必须集中注意力，保持耐心，培养延迟满足的意愿，并优先考虑稀缺资源。换句话说，他们在思考。
俄罗斯方块这款游戏是这个行业最早的游戏之一，它包含了下落的砖块，玩家必须快速移动，使它们能够在屏幕底部完美地填充空间。在 20 世纪 90 年代初，加州大学欧文分校心理学教授 Richard Haier，使用正电子发射断层扫描 (PET) 扫描仪，追踪了俄罗斯方块玩家大脑的脑葡萄糖代谢率。葡萄糖率显示了大脑消耗的能量，从而粗略估计了大脑的工作量。Haier 测定了新手俄罗斯方块玩家的大脑在努力将下落的方块移入正确位置时的葡萄糖水平。然后，在一个月定期玩游戏后，他再次测量了他们的水平。尽管测试对象的游戏表现提高了七倍，但 Haier 发现他们的葡萄糖水平却下降了。这似乎是因为游戏的难度增加，训练了测试对象在认知上能够如此熟练地操作俄罗斯方块的方块，以至于他们在一个月前本会感到极度困惑的关卡，现在几乎不费吹灰之力就能完成。
在 Haier 的研究近十年后，Gee 找到了一个解释。他发现，即使是逃避现实的奇幻游戏也包含着学习的一个核心原则——当学习内容触及学生能力边缘时，他们会茁壮成长。如果课程太难，学生会感到沮丧。如果课程太简单，他们会感到无聊。认知心理学家称之为“能力领域”原则。Gee 的见解在于认识到这一原则对电子游戏至关重要：随着玩家的进步，谜题变得越来越复杂，敌人越来越快、越来越多，底层模式也越来越微妙。大多数游戏在你达到一定的专业水平之前，都不会允许你继续前进。
要理解游戏为何可能对大脑有益，首先要抛弃它们只是为了提高手眼协调能力和射击虚拟武器的陈词滥调。超过 70% 的电子游戏流血场面并不比《风险》游戏多，它们之所以受欢迎，是因为它们挑战智力灵活性。在最畅销的游戏系列中，《模拟人生》几乎不需要手眼协调或快速反应。玩家要管理一个角色家庭，每个角色都有独特的驱动力和个性特征，每个角色都在经历一系列短暂的需求（例如陪伴或食物），每个人都与其他角色纠缠在人际关系网络中。玩游戏是一个持续的平衡行为。即使是像《侠盗猎车手》这样的暴力游戏，也涉及到玩家必须驾驭和掌握的人物网络，收集线索和识别模式。
Gee 认为，玩家探索虚拟世界的方式反映了我们大脑在现实世界中处理多个相互关联的信息流的方式。“基本上，我们思考的方式是通过在脑海中运行感知模拟，为我们将要采取的行动做准备，”他说。“通过模拟这些模拟，电子游戏将大脑的工作方式外化了。”
即使 Gee 的观点是正确的，电子游戏也是学习机器，但仍然有一个问题：在虚拟世界中学到的技能能否迁移到现实世界？
答案来自于一系列近期研究，其中一项研究始于当时的认知科学研究助理、狂热的游戏玩家 Shawn Green 与罗切斯特大学认知科学教授 Daphne Bavelier 合作，进行了一项关于电子游戏玩家视觉感知能力的项目。在衡量注意力和信息处理时间的标准测试中，Green 发现游戏玩家的表现一直优于非游戏玩家。当 Green 调整测试，使其足够具有挑战性，以至于游戏玩家无法获得满分时，非游戏玩家的表现有时非常糟糕，以至于他们的答案可能只是随机猜测。研究人员通过让一群非玩家沉浸在二战游戏《荣誉勋章》一周中，解决了研究的一个明显弱点——即视觉上聪明的人更有可能被电子游戏吸引。他们发现，这组人的标准视觉测试技能也有所提高。
Green 在他的荣誉学士论文中进行了初步研究，毕业后，他与 Bavelier 继续了这项研究。2003 年 5 月，《自然》杂志发表了研究结果。从那时起，他们还发现游戏玩家可以同时追踪比非游戏玩家更多的物体，并且玩电子游戏可以提高这种能力。他们关于游戏玩家视觉精度的最新研究即将发表在《心理科学》和《实验心理学杂志》上。Green 表示，他的主要兴趣是大脑的可塑性，但他谨慎地承认玩电子游戏可能存在实际应用。“良好的周边视觉对执法、消防员和军队很有用。他们需要这些增强的技能，”他补充道。
许多人都表达了电子游戏可以培养适用于现实世界情况的能力的观点，并且这种观点正日益得到检验。2006 年 10 月，美国科学家联合会 (FAS) 认可电子游戏作为教授“高级思维技能”的潜在手段，例如战略思维、解读分析、解决问题、计划制定与执行以及适应快速变化。他们引用了足球游戏《疯狂橄榄球》的“教练模式”，该模式允许玩家管理一支 NFL 球队，从而教授基本的商业技能。FAS 表示，像《无尽的任务》和《魔兽世界》这样的团队游戏，能够培养合作和沟通能力，这些能力在商业环境中非常有用。
纽约市贝斯以色列医疗中心高级医疗技术研究所所长 James Rosser 提供了游戏可切实提高专业技能的一个典型例子。他发现，每周玩游戏超过三个小时的腹腔镜外科医生，比不玩游戏的同行犯的错误少 37%，这得益于更好的手眼协调能力和深度感知能力。哈佛商学院出版社于 2006 年 11 月出版了 John Beck 的一本新书，他研究了三组不同的白领专业人士：硬核玩家、偶尔玩家和非玩家。研究结果与几乎所有关于游戏影响的先入为主的观念都相悖。事实证明，玩家群体在社交方面、自信心方面以及创造性解决问题方面都表现得更好。与非玩家相比，他们也没有表现出注意力不集中。Beck 说：“游戏玩家更具竞争力或战略性，这并不令人意外，但他们所展现出的社交和领导能力与住在地下室的独行侠的刻板印象不符。”
美国军方长期以来一直支持通过游戏学习可以为士兵应对复杂、快节奏的战斗决策做准备的观点。自 2002 年以来，他们推出了自己游戏《美国陆军》的新版本，让潜在新兵体验从新兵训练营到特种部队任务的各种内容。据西点军校的游戏开发者称，《美国陆军》的目的是“让玩家了解美国陆军士兵为履行职责而训练的真实感受”。已有超过 450 万注册玩家完成了游戏的军事基础训练。
2003 年秋季，南加州大学的两名媒体研究员进行了一项研究，旨在观察暴力电子游戏触发的脑活动模式。Peter Vorderer 和 René Weber 预订了功能性磁共振成像 (fMRI) 仪器的使用时间，在一台连接的电脑控制台上加载了一款名为《战术行动》的流行游戏，并观察了一名又一名测试对象扮演特种部队成员，试图阻止恐怖袭击。
在 Vorderer 和 Weber 查看任何脑部扫描结果之前，他们就被十几位志愿者成年人的行为所震惊。参与 fMRI 研究需要在极其狭窄且嘈杂的空间中长时间躺着。即使是轻度幽闭恐惧症患者也会觉得这种体验难以忍受，大多数人在 20 分钟后都需要休息一下。但是，大多数《战术行动》玩家都乐此不疲地在机器里待了至少一个小时，完全忽略了不适和噪音，因为他们对游戏深深着迷。
这种反应的根源可能在于神经递质多巴胺。一些研究表明，玩游戏会触发大脑的多巴胺释放，这一发现是有道理的，因为多巴胺在大脑处理奖励和探索方面起着关键作用。在西北大学分子治疗中心工作的神经科学家 Jaak Panksepp 将多巴胺系统称为大脑的“寻求”回路，它促使我们探索环境中新的奖励途径。游戏世界充斥着提供明确奖励的物品：更多的生命、进入新关卡、新装备、新法术。游戏界面设计中的大部分关键工作都围绕着让玩家了解他们可以获得的潜在奖励以及他们有多需要这些奖励。
如果你创建一个奖励明确且通过探索环境即可获得的系统，你就会发现人类大脑会被这些系统吸引，即使它们由虚拟角色和模拟人行道组成。那些在 fMRI 机器中享受《战术行动》的玩家之所以能够忍受机器的身体不适，很可能是因为游戏环境极大地刺激了大脑的多巴胺系统。
当然，多巴胺也与药物成瘾有关。亚特兰大埃默里大学医学院的神经科学家 Gregory Berns 在他的著作《满足》中，从文化角度研究了多巴胺，他说：“关于多巴胺要记住的一点是，它与愉悦感完全不同。”“多巴胺不是奖励；它是让你能够走出去探索的原因。没有多巴胺，你就无法好好学习。”
我们应该期望在“宝可梦一代”身上看到什么样的认知技能？不出所料，Gee 有一份名单。“他们会擅长系统思维；他们会擅长探索；他们会根据经验重新概念化目标；他们不会仅仅根据速度和效率来评判一个人的智力；而且他们会进行横向思考。在我们这个充满复杂且危险的当今世界，这些都是非常好的思维方式。”
Gee 的话让我想起了几年前我带 7 岁的侄子玩《模拟城市 2000》的经历。这款畅销的城市模拟游戏允许你在电脑上创建一个虚拟大都市，建造高速公路和桥梁，划分开发区域，以及提高或降低税收。根据玩家的决定，社区会繁荣或衰落，街道会被交通拥堵或成为荒地，罪犯会兴旺或消失。当我向我的侄子介绍这款游戏时，我只对他进行了最简要的规则介绍；我主要是带他参观我建造的城市。但他仍然在吸收规则。有一次，我给他看了一片生锈、充斥犯罪的废弃工厂区，并解释说我很难让这个区域恢复生机。他转过头对我说：“我认为你需要降低工业税率。”他说的语气平静而自信，就像在说：“我认为我们需要杀了那个坏蛋。”
在《模拟城市》的 20 分钟游玩过程中，我的侄子学到了城市经济学的一个基本原理：某些特定用途的区域，如果税率过高，可能会变得萧条。当然，如果你让你 7 岁的侄子坐在城市研究教室里，他会在 10 秒内睡着。但是，就像那些在 fMRI 机器中愉快地被困住一小时的《战术行动》玩家一样，游戏世界中的某些东西吸引了他。他似乎是在不知不觉中学习。
《Discover》杂志曾在 2005 年刊登过本文的早期版本。
