锻炼心智是否可以提高我们的能力？还是这只是另一种自我提升的幻想？

在巴尔的摩以南半小时车程的一个郊区办公园区，凯特·奥特曼正在举办一次开放日活动。她是马里兰州大脑训练中心的老板，该中心专门提供认知训练计划，其目标只有一个：改善大脑功能。十月下旬的这个周日，大约有三十几位好奇的访客前来参观。凯特的儿子格雷格是进行演示的员工之一，他今年 27 岁，说话轻声细语。人们看着电脑屏幕上的彩色条闪烁，他随着一个名为“互动节拍器”的程序拍手，并停下来解释这个程序对他的帮助。凯特是一位热情、活泼的女性，曾是一名患有注意力缺陷症的年轻人的人生导师。格雷格的哥哥丹尼尔需要帮助从一场长达九小时的脑部手术中恢复过来，以缓解先天性缺陷造成的内压，之后她转行了。她在网上了解到认知练习可以改善小脑的活动，小脑是手术影响的区域。但距离最近的任何治疗中心都只有一小时路程，丹尼尔在车里坐了 30 分钟就会出现剧烈的偏头痛。因此，凯特参加了两个关键项目的课程，获得了认证：互动节拍器和综合听力系统。随着时间的推移，她的餐桌诊所发展成为拥有办公空间的成熟企业，她和她的员工可以在那里为脑功能受损的客户提供服务。长期以来，各公司一直在兜售基于计算机的游戏或其他程序，这些程序基于可以增强大脑功能的想法。Lumosity 可能是最著名的，这要归功于无处不在的广告，宣传其在线工具可以增强记忆力和处理能力。最近，您可能听说过 BrainHQ，这是旧金山公司 Posit Science 开发的一套基于计算机的练习。新英格兰爱国者队的四分卫汤姆·布雷迪坚信它能够让他在比赛日保持警觉。通过脑力锻炼，人们认为，我们可以从缺陷或伤病中恢复过来，延缓衰老带来的衰退，或者只是变得更敏锐的思考者。这种做法基于科学家称之为“远迁移”的概念：反复练习特定任务不仅能提高这些练习的表现，还能提高其他日常行为。站在平衡木上听音乐，你的大脑处理速度就会变快。如果你能留意电脑屏幕上快速闪烁的物体，下次开车时你就会刹车更快。如果这听起来好得令人难以置信，那是因为怀疑论者说，事实确实如此。2014 年，75 名神经科学家和认知心理学家在一封公开信上签名，该公开信由斯坦福长寿中心和马克斯普朗克人类发展研究所发表，质疑大脑训练公司提出的许多主张。他们写道：“到目前为止，几乎没有证据表明玩智力游戏可以提高广泛的认知能力，或者可以让人们更好地驾驭复杂的日常生活。”他们反对现有研究不支持的夸张广告，其中许多广告显示出好坏参半的结果，或者未能排除认知改善的其他原因。他们告诫消费者要警惕利益冲突、传闻证据和夸大其词的承诺。两个月后，支持者们以自己的信函作出回应，该信函由 100 多名科学家签名，他们辩称，越来越多的研究表明“某些认知训练方案可以显著改善认知功能，包括以推广到日常生活的方式。”

一年半后，美国联邦贸易委员会以虚假广告为由对 Lumosity 的制造商 Lumos Labs 处以 5000 万美元罚款，理由是其“虚假或未经证实的真实效果声明”。在 Lumos 向联邦贸易委员会支付了 200 万美元赔偿金后，该机构最终暂停了罚款。尽管如此，大脑训练已经成为一门大生意，市场研究公司 SharpBrains 称，预计到 2020 年销售额将达到 33 亿美元。在 Ortman 的公司，大约有 100 名客户每月支付 200 至 1200 美元不等的费用，以治疗注意力缺陷障碍、阅读障碍、中风和痴呆症等疾病。像 Kate 一样，那些在自己的实践中使用这些技术的人说，经验证据就在他们面前。但潜在的问题仍然存在：训练你的大脑能让你的生活变得更好吗？

2014 年，23 岁的格雷格·奥特曼失业了，住在父母家的地下室里，脑部受伤。他在巴尔的摩郊区长大，是家中六个兄弟姐妹中的老四，也是三个领养孩子之一。高中时他踢过橄榄球，运动能力很强，是一名身材矮胖的跑卫。然而，这也使他成为了后卫的目标。高中四年级时，他第一次脑震荡，进入大学踢橄榄球时，又遭受了三次脑震荡。他的记忆变得模糊。他总是感到疲倦。由于无法跟上课程，他在 2012 年春季以大二学生的身份退学。从那以后，他艰难地从事了一系列低级工作。有一天，他在仓库打包货盘时，一个箱子从上面掉下来砸在他的头上。这是第五次脑震荡。几乎所有脑震荡都是以同样的方式开始的：钝力导致大脑在颅骨内移动，拉伸细胞膜，使钾渗出，钙渗入，同时血管收缩。这会在大脑细胞需要更多能量来启动恢复时中断大脑的电活动。在最后一次脑震荡之后，格雷格的症状变得更加严重：慢性疲劳、思维混乱、无法理解别人说的话、头痛欲裂。坐在汽车方向盘上，他会忘记自己在开车。他发生了太多小车祸，以至于他开始依赖别人载他。他很容易生气，越来越沮丧，失去了工作，疏远了朋友。

“我当时非常沮丧，甚至有过自杀的念头，”格雷格回忆起那段时光时说道，“说实话，我当时真的觉得我的生命不值得。”

于是他搬回了家，但有一个条件：凯特坚持要求他每周至少戴三个小时的特殊耳机，沉浸在古典音乐中。这是综合听力系统 (iLs) 治疗计划的一部分。莫扎特的杰作以选定的频率播放，耳机的微小振动将声波传送到格雷格的头骨中。他讨厌它。“我感到沮丧和愤怒，认为这很愚蠢，不认为它会起作用，”格雷格说。

后来有一天早上 6:30，凯特回忆道：“我下楼时，他看着我说，‘我仍然不喜欢这种音乐，但听完后我总会感觉好些。’”凯特一点也不惊讶。多年来，她一直听到类似的评论，这是客户进步的第一个迹象。

很快，格雷格就将 iLs 与互动节拍器结合起来。他握住连接到电脑上的触发器，一边听牛铃的节拍，一边看着屏幕上的红、绿、黄三色条，然后试着跟着节拍拍手；成功后，绿色条会亮起。由于程序会精确到毫秒地跟踪他的计时，因此一开始按提示演奏很困难。不过，格雷格最终可以踩着脚踏、敲击双腿两侧，站在平衡板上拍手数百次——所有这些都是在保持节拍的同时进行的。

“两三个月后，我开始注意到变化，”格雷格说。他的记忆力提高了，他又能同时处理多项任务了。他更容易控制自己的脾气，而且他不再整天睡觉了。

格雷格使用的两种技术都是为了改善大脑对刺激的反应。我们的灰质由大约 1000 亿个神经元组成，每个神经元都能建立数千个连接。这些神经细胞网络通过将电信号转换成化学神经递质来进行通信，这些神经递质通过突触（细胞之间的微小空间）将信息从一个神经元传递到另一个神经元。

几十年来，科学家一直认为大脑是一种硬件，成熟后会变成固定状态，直到老年。神经科学最近表明，大脑实际上是可塑的。当我们开始掌握一项任务时，大脑会建立并加强所有有助于成功完成任务的连接。当大脑对视觉、听觉和运动过程刺激作出反应时，它实际上会改变形状和功能，建立新的连接并重塑旧的连接。这被称为神经可塑性。这是我们学习能力的关键——也是大脑训练的基础科学。

公司经常在营销文献中引用神经可塑性作为大脑训练价值的证据。毕竟，他们认为，如果不同的认知干预措施可以帮助大脑在一生中不断改变形状，那么一系列疾病——阅读障碍、注意力缺陷障碍、中风和脑震荡等创伤以及与老年有关的认知衰退——肯定可以通过训练得到治疗。不仅如此，即使是头脑健康的人，如果他们能够改善他们的工作记忆，也应该会看到好处，工作记忆是器官短期保存信息和利用信息的能力的专业术语。大脑训练疗法和计划的制造商表示，他们旨在实现这些好处。综合听力系统声称通过刺激小脑（颅底靠近脊髓的区域）来帮助重组大脑，小脑管理运动输出并与额叶进行交流，以帮助调节记忆、语言和情绪。“IL 修复了撕裂和中断的通路，”综合听力系统的临床主任 Ron Minson 说。 “它正在创造新的神经通路，这些通路与聆听、组织有关——最重要的是记忆。”互动节拍器通过同步用户的听觉和运动功能实现类似的效果，通过加快“神经定时”来提高大脑处理感官输入的能力。其他治疗方案使用电脑游戏来提供益处。例如，BrainHQ 创造了一种名为 Double Decision 的产品，帮助老年人提高驾驶能力。这是一种旨在增强周边视觉的速度训练练习。根据他们的需求，马里兰州大脑训练的客户可能会发现自己正在接受 BrainHQ 和其他公司的 IM、iL 和游戏的训练。在所有训练方法中，凯特告诉她的客户要寻找巧合或行为上的变化。也许这周他们想起了他们把钥匙放在哪里了，或者他们参加的测验似乎并不那么难。“当巧合成为一种模式时，你就知道训练开始起作用了，”凯特说。

研究似乎表明，大脑训练能够改善人们的日常生活。西北大学听觉神经科学实验室创始人兼主任神经生物学家尼娜·克劳斯 (Nina Kraus) 于 2013 年发表了一项随机对照研究，证明 BrainHQ 的大脑健身计划可以帮助老年人在嘈杂的环境中辨别辅音。

神经训练效果最有力的论证来自有史以来规模最大、持续时间最长的认知干预研究，即独立且充满活力的老年人高级认知训练 (ACTIVE)。ACTIVE 由美国国立卫生研究院资助，于 1998 年开始，招募了约 2,800 名 65 岁以上的健康成年人。它将他们分为对照组和三个认知训练组，分别进行推理、处理速度和记忆训练。练习包括 Double Decision 等游戏，参与者在六周内至少玩了 10 个小时。研究人员在训练后立即对参与者进行评估，并在 5 年和 10 年后进行跟踪。（20 年的跟踪即将公布。）

根据 2014 年发表在《美国老年医学会杂志》上的一份报告，接受过推理和处理速度训练的研究对象 10 年后这些能力的下降幅度小于未接受过训练的对象。然而，最大的声明出现在 2016 年阿尔茨海默病协会国际会议上：与对照组相比，执行过处理速度任务的积极参与者十年后患痴呆症的风险降低了 29%。

“通过适当的参与或训练，大多数人都能够避免患上痴呆症，”神经科学家迈克尔·梅策尼希 (Michael Merzenich) 说道。他是 Posit Science 的联合创始人，他在 20 世纪 80 年代对听觉神经可塑性的开创性研究促成了人工耳蜗的发明。“这只是可塑性，而且都是可逆的。”换句话说，事实证明，科学可能能够以惊人的方式操纵我们的思想：“我们基本上可以随心所欲地改变大脑，”梅策尼希说道。“我可以训练你，很快把你的手变成无用的爪子。……或者我可以带你去改进你的大脑在高速或噪音环境下表达信息的方式，让你成为一个优秀的倾听者。”

其他研究人员的思维则更加谨慎。2008 年，两名研究人员在美国国家科学院院刊上发表了一项开创性的研究。他们证明，玩一款旨在锻炼工作记忆的游戏的年轻人的流体智力（即解决新问题的能力）有所提高，智力测试得分高出几分。研究结果表明，大脑训练并不只是针对认知缺陷人群。此后，该研究的一位作者降低了她的预期。Susanne Jaeggi 是加州大学欧文分校工作记忆和可塑性实验室的神经科学家和首席研究员。她是签署共识信的科学家之一，质疑大脑训练在改善人们的现实世界结果方面的效果。毫无疑问，大脑可塑性是存在的。她说，目前尚不清楚的是，训练是否像一些公司声称的那样具有广泛的好处。在她的实验室里，她的团队开发了用于研究的大脑训练项目，Jaeggi 观察到每个人对这些技术的反应不同。一些人有所进步；有些则不然。美国国立卫生研究院正在支持一项正在进行的研究，研究是什么让一些项目有效。“我们有相当好的证据表明，各个年龄段的人都可以通过这些特定的游戏在训练中表现得更好，”她说。“它开始变得有争议的地方在于，它是否可以转化为训练之外的其他任务。”对大脑训练公司引用的研究进行系统回顾发现它们存在不足。美国心理科学协会于 2016 年发表的 84 页论文甚至发现了 ACTIVE 研究的缺陷：“实际上，每种训练方案都导致训练任务的改进，有些接近转移到相同技能的近端测量，但没有证据表明在训练任务之外有转移，”作者写道。“这些研究中的绝大多数实际上并没有研究转移到某些现实世界的活动，”密歇根州立大学心理学教授、合著者扎克·汉布里克说。“他们研究转移到其他实验室任务。”

宾夕法尼亚大学研究人员去年夏天在《神经科学杂志》上发表的一项随机对照试验结果显示，即便在年轻人中，这种迁移的说法也值得怀疑。心理学教授乔·凯布尔表示，他们原本预计 Lumosity 的认知训练不仅会改善年轻人的工作记忆，还会影响他们的决策能力：他们愿意为了未来的奖励而放弃眼前的奖励吗？然而，他们发现认知训练根本没有效果。

“我们不仅没有看到远迁移，这令人失望，而且我们甚至没有看到近迁移，这更令人失望，”凯布尔说。“我的意思是，我们真正想要回答的问题是：你能优化认知能力吗？我们没有看到这方面的证据。”

Lumosity 等公司通过宣传大脑训练具有广泛的转移效应来扩大其用户群。在针对 Lumos Labs 的法律诉讼中，FTC 表示，Lumosity 所说的计算机化认知任务可以提高日常任务的表现、防止认知能力下降，甚至减少与脑外伤和注意力缺陷多动障碍等健康状况相关的损害，不符合其举证标准，即要求有“充分、可靠、科学的证据”来支持健康声明。Lumos Labs 研究主管鲍勃·谢弗表示：“我认为人们对 FTC 的和解协议理解不深，而且曲解了事实。和解协议涉及 2009 年至 2014 年的历史营销材料，不一定涉及我们发表的研究或产品。”

像格雷格这样的情况就更加棘手了。很少有研究检查 iLs 和 IM 训练是否能改善脑震荡症状。格雷格看过神经科医生、精神病医生和治疗师。他经常锻炼。但他说，直到他开始进行脑部训练，这些方法才真正对他有帮助。

不过，从最基本的角度来说，科学家们会认为格雷格的故事只是个轶事。而对于脑震荡，评估治疗效果尤其困难，因为这种疾病通常会随着时间的推移而自然好转，或者患者还接受了针对性治疗，这些治疗利用了职业治疗、物理治疗、心理治疗和其他形式的认知矫正。

匹兹堡大学医学中心运动医学脑震荡项目主任米基·柯林斯说：“我当然不会告诉他们不要做对他们有帮助的事情。没有证据并不意味着没有证据，对吧？我可以告诉你一件事：我们诊所每年接待大约 9,000 名患者，我们不会给他们中的任何人开脑力训练游戏。”

凯特以只有父母才会有的方式反驳道：“如果我在等他康复，格雷格现在还在我的地下室里。失业。愤怒。而且不会像现在这样。”

2017 年 11 月，格雷格在华盛顿特区度过了一个长周末，几年前，这样的旅行对他来说几乎是不可能实现的。他和女友参观了美国非洲裔历史和文化国家博物馆，在展览中享受片刻的静思，乘坐地铁，在喧闹的城市中漫步——所有这些活动，他曾经因为脑震荡症状而无法进行。

经过一年的训练，格雷格回到了学校。今年 5 月，他从社区大学毕业，获得了副学士学位。他又可以独自生活和开车了。他和蔼可亲，很有魅力。今年夏天，他加入了马里兰州大脑训练中心的九人团队，同时还担任私人教练。很难将他看作曾经疲惫不堪、怒不可遏的人。

科学界理所当然地认为，格雷格这样的故事只是轶事，并将继续谨慎地解决这一争论。我们需要更多研究如何通过训练提高认知功能，并将其转化为现实行为。像美国国立卫生研究院这样的严肃组织正​​在这个领域开展工作。还有一些已完成的研究试图以某种方式评估现实世界的表现，包括 ACTIVE 研究，该研究清楚地表明，例如，训练记忆可以提高记忆表现。

2017 年 12 月，《认知增强杂志》发表了一期特别版，重点讨论了认知训练的优点。在开篇社论中，包括 Susanne Jaeggi 在内的客座编辑得出结论，大脑训练可以有效改善日常生活任务，但证据仍然有限。不过，包括该特刊中的几项研究在内的一些研究表明，大脑训练有可能产生现实世界的影响。“但它们肯定不像许多公司所表现的那样明确和明显，”Jaeggi 说。

对于凯特·奥特曼来说，格雷格的治疗结果非常明确：“这不是药物治疗，”她坚持说。“这不是治疗。这是训练。”

马里兰州大脑训练公司很快将更名为“美国大脑训练公司”，以反映全国各地预约虚拟治疗的客户。凯特说，这些客户的情况与她自己的儿子一样得到了很大的改善。自脑震荡以来，格雷格第一次过上了不同的生活。“我很高兴，”他说，“我准备好接受生活给我的一切。”

安德鲁·扎莱斯基（Andrew Zaleski）是一位驻华盛顿特区附近的记者，经常撰写有关商业、科学和技术的文章。

本文最初发表于《大众科学》杂志2018年春季情报期刊。