在巴尔的摩以南半小时车程的郊区办公园区，凯特·奥特曼正在举办一场开放日。她是 Maryland 脑力训练公司的所有者，该公司专注于认知训练计划，目标只有一个：提高大脑功能。在这个十月下旬的星期天，有大约三十几位好奇的访客前来参加。她的儿子格雷格，一位说话轻柔的 27 岁年轻人，是正在进行演示的员工之一。人们看着电脑屏幕上闪烁的彩色条，他跟着一个名为“互动节拍器”的程序拍手，并停下来解释它如何帮助了他。凯特是一位热情、活泼的女性，曾经是一名针对注意力缺陷障碍年轻人的生活教练。在格雷格的哥哥丹尼尔需要帮助以应对一场长达九小时的脑部手术以缓解由先天缺陷引起的颅内压升高后，她转行了。她在网上了解到认知锻炼可以提高小脑的活动能力，而小脑是手术受影响的区域。但是，任何疗法的最近的提供者都在一小时之外，而且丹尼尔在车上仅仅 30 分钟后就会经历剧烈的偏头痛。因此，凯特参加了培训课程，获得了两个关键项目的认证：互动节拍器和集成听觉系统。随着时间的推移，她家餐桌上的练习发展成了一家拥有办公空间的成熟企业，她和她的员工可以在那里照顾有脑损伤的客户。多年来，公司一直推销基于计算机的游戏或其他程序，其理念是你可以提高你的大脑功能。Lumosity 可能是最知名的，这得益于随处可见的广告，它们宣传其在线工具是提高记忆力和处理能力的方法。最近，您可能听说过 BrainHQ，这是旧金山公司 Posit Science 开发的一系列基于计算机的练习。新英格兰爱国者队的四分卫汤姆·布雷迪发誓说它能让他比赛当天保持警觉。人们认为，通过脑力锻炼，我们可以从缺陷或伤害中恢复，抵御衰老带来的衰退，或者仅仅是成为更敏锐的思想家。这种做法基于科学家称为“远距离转移”的概念：练习特定的任务不仅会提高这些练习的性能，还会提高其他日常活动。站在平衡木上听音乐，你的大脑处理速度就会提高。跟踪电脑屏幕上快速闪烁的物体，下次开车时你就会更快地刹车。如果这听起来好得令人难以置信，那么正如怀疑论者所说，它就是这样。2014 年，75 位神经科学家和认知心理学家签署了一封信，该信由斯坦福大学长寿研究中心和马克斯·普朗克人类发展研究所发表，挑战了大脑训练公司提出的许多主张。他们在信中写道：“迄今为止，几乎没有证据表明玩益智游戏能改善潜在的广泛认知能力，或者能让你更好地驾驭日常生活的复杂领域。”他们反对那些不受现有研究支持的夸大广告，其中许多研究显示结果喜忧参半，或者未能排除认知改善的其他原因。他们告诫消费者要注意利益冲突、个别案例和夸大的承诺。两个月后，支持者们也发表了自己的信，由 100 多名科学家签署，认为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，包括能够推广到日常生活的方面”。
一年半后，联邦贸易委员会因虚假广告对 Lumosity 的制造商 Lumos Labs 处以 5000 万美元的罚款，理由是“虚假或未经证实的实际表现声明”。在 Lumos 向 FTC 支付了 200 万美元的损害赔偿金后，该机构最终暂停了罚款。不过，根据市场研究公司 SharpBrains 的数据，到 2020 年，脑力训练已成为一项大生意，预计销售额将达到 33 亿美元。在奥特曼的公司，约有 100 名客户每月支付 200 至 1200 美元不等的费用，以帮助治疗注意力缺陷障碍、阅读障碍、中风和痴呆症等疾病。那些像凯特一样在自己的实践中使用这些技术的人说，经验证据就在他们眼前。但是根本问题仍然存在：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·奥特曼发现自己住在父母家的地下室，失业，大脑受伤。他从小在巴尔的摩郊区长大，是六个兄弟姐妹中的第四个，也是三个被收养的孩子之一。他曾是一名高中橄榄球运动员，是一名优秀的运动员——一位身材结实、健壮的跑卫。然而，这让他成为了线卫的目标。高中最后一年，他遭受了第一次脑震荡，进入大学橄榄球后，他又遭受了三次。他的记忆力变得模糊。他总是很疲倦。由于无法跟上课程，他于 2012 年春季二年级时辍学。从那时起，他艰难地从事了一系列低级别的工作。有一天，他在仓库里装货板时，一个箱子从上方落下，砸到了他的头。这是第五次脑震荡。几乎所有的脑震荡都是以相同的方式开始的：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。这会中断大脑电活动，而此时大脑细胞正需要更多能量来启动恢复。在他最后一次脑震荡后，格雷格的症状变得更加衰弱：慢性疲劳、困惑、无法理解别人说的话、剧烈的头痛。开车时，他会忘记自己在开车。他发生过太多小事故，以至于他不得不依赖别人接送。他容易发怒，越来越沮丧，丢了工作，疏远了朋友。
格雷格回想那段时光说：“有非常严重的抑郁和想法，老实说，甚至有过自杀的念头。只是觉得我的生活不值得。”
所以他搬回了家，但有一个条件：凯特坚持要求他每周戴特制的耳机至少三个小时，并沉浸在古典音乐中。这是集成听觉系统（iLs）疗法的一部分。莫扎特的杰作以选定的频率播放，同时来自耳机的微小振动将声波传送到格雷格的头骨。他讨厌它。格雷格说：“我当时很生气，觉得这很愚蠢，也不认为它会有用。”
然后有一天早上 6 点 30 分，凯特回忆道：“我下楼，他看着我说，‘我还是不喜欢这音乐，但之后我总是感觉好多了。’”凯特一点也不惊讶。多年来，她一直在听到类似的评论，这是客户进步的第一个迹象。
不久，格雷格将 iLs 与互动节拍器结合使用。他拿着一个连接到电脑的触发器，听着牛铃声，同时看着屏幕上的红色、绿色和黄色条，并试图拍手与节拍同步；成功会点亮绿色条。由于程序以毫秒为单位追踪他的节奏，一开始按时拍手很难。但最终，格雷格可以在保持节奏的同时，用脚跺地，拍打大腿两侧，并进行数百次重复拍手——所有这些都是在平衡板上进行的。
格雷格说：“两三个月后，我开始注意到差异。”他的记忆力有所提高，他又能多任务处理了。他更容易控制自己的脾气，也不再整天睡觉。
格雷格使用的两种技术都是为了提高大脑对刺激的反应。我们的大脑灰质包含约 1000 亿个神经元，每个神经元都能形成数千个连接。这些神经细胞的网络通过将电信号转换成化学神经递质进行通信，神经递质将信息从一个神经元传递到另一个神经元，跨越突触——细胞之间微小的空间。
几十年来，科学家们一直认为大脑是成熟后就固定不变的硬件，直到年老时才会改变。神经科学的最新研究表明，它实际上是可塑的。当我们开始掌握一项任务时，大脑会建立并加强所有促进其成功的连接。当它对视觉、听觉和运动过程的刺激做出反应时，它实际上会改变形状和功能，形成新的连接并重塑旧的连接。这就是神经可塑性。它是我们学习能力的关键——也是大脑训练科学的基础。
公司通常在营销资料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可以帮助大脑在一生中不断重塑，那么许多疾病——阅读障碍、注意力缺陷障碍、中风和脑震荡等创伤，以及与衰老相关的认知能力下降——都可以通过训练来治疗。不仅如此，即使是头脑健康的人，如果能够提高他们的工作记忆（大脑短期存储和利用信息的能力的术语），也应该会看到进步。大脑训练疗法和计划的制造商表示，它们的设计旨在实现这些益处。集成听觉系统声称通过刺激小脑——头骨底部靠近脊髓的区域——来帮助重组大脑，小脑负责运动输出，并与额叶沟通以帮助调节记忆、语言和情绪。“ILs 修复了受损和中断的通路，”集成听觉系统的临床总监 Ron Minson 说。“它正在创造与听觉、组织相关的新神经网络——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来实现类似的效果，通过加快其“神经计时”来提高大脑处理感官输入的能力。其他疗法程序使用计算机游戏来提供益处。例如，BrainHQ 创建了一个名为 Double Decision 的产品，以帮助老年人提高驾驶能力。这是一个速度训练练习，旨在增强周边视力。根据客户的需求，Maryland 脑力训练公司的客户可能会接受 IM、iLs 以及 BrainHQ 和其他公司的游戏方案。在所有训练方法中，凯特告诉她的客户留意巧合或行为上的变化。也许这周他们记住了钥匙放在哪里，或者他们做了一个小测验，觉得没那么难。“当巧合变成一种模式时，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。神经生物学家 Nina Kraus，西北大学听觉神经科学实验室的创始人兼主任，在 2013 年发表了一项随机对照研究，证明 BrainHQ 的大脑健康计划可以帮助老年人在嘈杂的环境中区分辅音。
对神经训练疗效的最大胆的说法来自于有史以来最大、最长的认知干预研究——“独立且充满活力的老年人高级认知训练”（ACTIVE）。该研究由美国国立卫生研究院资助，始于 1998 年，招募了约 2800 名 65 岁以上的健康成年人。他们被分为对照组和三个认知训练组，分别侧重于推理、处理速度和记忆。这些练习包括诸如 Double Decision 等游戏，参与者在六周内玩了至少 10 个小时。研究人员在训练结束后立即对参与者进行了评估，并在长达 5 年和 10 年的随访中进行了评估。（20 年的随访即将进行。）
根据 2014 年发表在《美国老年病学会杂志》上的一份报告，在推理和处理速度方面接受训练的研究对象在 10 年后比未受训练的参与者在这些能力上的下降幅度更小。然而，最大的声称是在 2016 年的阿尔茨海默氏症协会国际会议上提出的：进行处理速度任务的 ACTIVE 参与者在十年后患痴呆症的风险比对照组低 29%。
Posit Science 的联合创始人、神经科学家迈克尔·默兹尼奇（Michael Merzenich）表示：“大多数人将通过适当的参与或训练形式来避免发展为痴呆症。这只是可塑性，而且都是可逆的。”换句话说，科学可能以惊人的方式操纵我们的思想：“我们可以随心所欲地改变大脑，”默兹尼奇说。“我可以训练你，很快就把你的手变成一个无用的爪子……或者我可以让你在速度或在噪音存在的情况下，优化你大脑处理信息的方式，让你成为一个更优秀的听众。”
其他研究人员的观点则更为谨慎。2008 年，两位研究人员在《美国国家科学院院刊》上发表了一项开创性研究。他们证明，玩旨在锻炼工作记忆的游戏的年轻成年人在智力测试中得分高几分，从而提高了他们的流体智力——解决新问题的能力。结果表明，大脑训练不仅仅是针对有认知缺陷的人。此后，其中一位研究作者的期望有所缓和。苏珊娜·杰吉（Susanne Jaeggi）是一位神经科学家，加州大学欧文分校工作记忆与可塑性实验室的首席研究员。她是签署共识信质疑大脑训练在改善人们现实生活结果方面有效性的科学家之一。她认为，大脑可塑性的存在毋庸置疑。但她不确定的是，训练是否能带来一些公司声称的广泛益处。在她实验室，她的团队为研究开发大脑训练项目，杰吉观察到个体对这些技术的反应不同。有些人表现出进步；有些人则没有。美国国立卫生研究院正在资助一项正在进行的研究，以找出是什么使得某些项目起作用。“我们有相当充分的证据表明，不同年龄段的人可以通过这些特定的游戏获得进步，”她说。“但争议在于它是否能推广到那些不是训练一部分的其他任务。”对大脑训练公司引用的研究进行的系统性评估发现它们存在不足。2016 年由心理科学协会发表的 84 页论文甚至指出了 ACTIVE 研究的缺陷：“实际上，每种训练方案都导致了在训练任务上的进步，并有一些近距离转移到同一技能的近距离测量，但没有证据表明转移到训练任务之外，”作者写道。“绝大多数研究实际上并没有考察转移到现实生活中的活动，”合著者、密歇根州立大学心理学教授扎克·汉布里克（Zach Hambrick）说。“他们考察的是转移到其他实验室任务。”
根据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，即使是年轻成年人，转移的说法也看起来可疑。心理学教授乔·卡布尔（Joe Kable）说，他们预计 Lumosity 的认知训练不仅能提高年轻人的工作记忆，还能影响他们的决策能力：他们为了未来的奖励而放弃即时奖励的意愿。但他们发现，认知训练根本没有效果。
卡布尔说：“我们不仅没有看到远距离转移，这很令人失望，甚至连近距离转移都没有看到，这有点更令人失望。我的意思是，我们真的在追问这个问题：你能优化认知能力吗？我们没有看到任何证据。”
像 Lumosity 这样的公司通过宣传大脑训练具有广泛的转移效应来增加其用户群。在对 Lumos Labs 提起诉讼时，FTC 表示，Lumosity 所做的声明——其认知任务可以提高日常任务的绩效，预防认知能力下降，甚至减少与创伤性脑损伤和注意力缺陷多动障碍等健康状况相关的损害——未能达到其证据标准，即要求“胜任、可靠的科学证据”来支持健康声明。Lumos Labs 的研究主管 Bob Schafer 说：“我认为 FTC 的和解协议被误解和歪曲了。“和解协议涉及 2009 年至 2014 年的历史营销材料，并不一定涉及我们发表的研究或产品。”
像格雷格这样的案例就更棘手了。很少有研究考察 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、精神科医生和治疗师。他规律锻炼。但他自己说，直到他开始进行大脑训练，其他方法都没有真正帮助他。
即便如此，最基本地说，科学家们会将格雷格的故事仅仅视为一个轶事。而且，就脑震荡而言，要评估一种疗法的疗效尤其困难，因为这种情况通常会随着时间自然好转，或者患者还接受了利用职业治疗、物理治疗、心理治疗和其他认知康复形式的针对性治疗。
匹兹堡大学医学中心运动医学脑震荡项目主任米奇·柯林斯（Micky Collins）说：“我当然不会告诉他们不要做那些帮助他们的事。“缺乏证据并不意味着不存在证据，对吧？我可以告诉你一件事：我们在诊所每年看大约 9000 名患者，我们不会给任何一位患者开脑力训练游戏。”
凯特像一位母亲一样反驳道：“如果我还在等待格雷格康复，他现在还在我的地下室。失业。生气。而不是像今天这样。”
2017 年 11 月，格雷格在华盛顿特区度过了一个长周末，这次旅行对他来说，几年前几乎是不可能的。他和女朋友参观了非裔美国人历史和文化国家博物馆，欣赏了展览中的片刻宁静，乘坐了地铁系统，并在嘈杂的城市里漫步——所有这些都是他的脑震荡症状曾经阻止他做的事情。
经过一年的训练，格雷格重返学校。他于去年五月获得了副学士学位，毕业于社区学院。他现在独立生活和驾驶。他善于交际，有吸引力。去年夏天，他加入了 Maryland 脑力训练公司九人团队，同时还担任私人教练。很难将他想象成一个曾经疲惫而愤怒的人。
科学界理所当然地将格雷格的故事视为轶事，并将继续谨慎地努力解决这一争论。需要更多关于认知功能如何通过训练得到改善的研究，以便其能够转化为现实世界的行为。美国国立卫生研究院等严肃组织正在该领域开展工作。也有已完成的研究，以某种方式评估了现实世界的表现，包括 ACTIVE 研究，该研究清楚地表明，例如，训练记忆力可以提高记忆力表现。
2017 年 12 月，《认知增强杂志》发布了一个特别专辑，重点关注认知训练的优点。在一篇开篇社论中，客座编辑（包括 Susanne Jaeggi）总结说，大脑训练在改善日常生活任务方面可能有效，但证据仍然有限。尽管如此，还有一些研究，包括该专辑中的几项研究，表明大脑训练有潜力产生现实世界的影响。“但它们肯定不像许多公司所声称的那样清晰明了，”Jaeggi 说。
对于凯特·奥特曼来说，格雷格的结果非常清晰：“这不是药物，”她坚持说。“这不是治疗。这是训练。”
很快，Maryland 脑力训练公司将更名为 Brain Train America，这反映了全国各地通过虚拟预约的客户。凯特说，这些客户的进步方式与她自己的儿子非常相似。而且，自从他遭受脑震荡以来，格雷格第一次过上了不同的生活。“我很快乐，”他说，“我已经准备好迎接生活给予我的一切。”
安德鲁·扎莱斯基（Andrew Zaleski）是一位在华盛顿特区附近工作的记者，他经常撰写关于商业、科学和技术的内容。
本文最初发表于《大众科学》2018 年春季刊“智识”特刊。
