醫師專欄 ─ 認識大腦的特性


大腦是人類最重要的器官之一,包括注意力、記憶力、視覺空間能力、方向感、計算能力、問題解決的能力等。甚至是五官知覺、情緒感受與運動控制能力,都是由大腦來掌控。每天的學習,工作,玩樂,食慾,還有睡眠,都跟它有密切的關係。

大腦是個"用進廢退"的器官 從胚胎開始,神經系統逐漸發展,直到成年為止,我們的腦部都在發育。過程需要適當的營養,適當的學習刺激,才能促進腦部細胞的活化與聯結。倘若常常不去使用它,可能就會生鏽。舉例來說,生活在洞穴裡不見天日的小魚,因為沒有光線刺激,看不見東西,慢慢演化成盲眼魚。

大腦是個"需要保健"的器官 跟身體的其他器官一樣,隨著年齡老化,我們的大腦也會退步。如果我們不善待它,它也會生病。它的速度會變慢,功能會變差,或是變得不穩定。大腦也需要適當的營養,足夠的運動,充足的休息,來維持它的最佳狀態。

事實上,大腦的奧秘至今為止,人類都還未能完全解開。但是人人都可以試著為自己的大腦健康多做一點。



醫師的話大腦保健的重要

蔡佳芬醫師
台北榮民總醫院精神部主治醫師

專長:
老年失智症、老年憂鬱症、失智症安寧療護、身心醫學

經歷:
美國南加州大學阿茲海默氏症與失智症研究中心研究員 (2008-2009)
台灣老年精神醫學會副秘書長
台灣臨床失智症學會副秘書長
台灣失智症協會國際委員



健腦活動的理論


腦神經發展理論

神經可塑性:
認知訓練治療的基本理論在於,本學派專家認為,大腦具有可塑性。可以經由鍛鍊,維持一個較好的功能,甚至可以促進它的活性。

神經再生理論:
認知刺激訓練則能增加新生神經細胞的存活率,並且使它的功能連接到現有的神經網絡。

用進廢退學說:
用進廢退論就是持續使用的器官會維持功能或進步,而停止使用的部份則會退化,而腦部也具備這樣的特性。


簡單的腦力練習可以提升 IQ

「簡單的腦力練習可以提升 IQ」(NewScientist, 2008/4) ,美國密西根大學 (Ann Arbor) 以 90 人進行腦力練習,結果顯示受訓者的 IQ 比對照組明顯提升,且訓練越多,成績越高。 根據 University College 針對倫敦計程車司機做的腦力研究結果顯示,受訓者的後海馬迴區的容量顯然比對照組大 (2000) 。 獨立老人進階認知訓練協會 (ACTIVE) 在 2002 年針對 2832 位老人在六週內進行平均約 10 次各 1 小時的訓練 (Ball, et al., 2002) ,除了表現成果提升外,並能對日常生活產生助益。 5 年後 (Willis, et al., 2006) 的追蹤也顯示有延續性的成效。此實驗展示認知訓練對老人處理平日事務有高度助益。 研究顯示特定認知功能如工作記憶、流質智力等可獲改善;互動多媒體技術則被證實為腦部訓練有效的方式。研究發現設計良好的腦力訓練技術可以為所有年齡的人帶來正面效果。 澳洲研究發現腦力訓練能改善輕度認知障礙 (新南威爾斯大學,2010/11)


八個關鍵腦力

大腦各區域,相對於心智活動有許多不同面向,至少包括:記憶力、注意力、執行力、視覺空間能力以及語言運用能力等。本研究經與專家討論規劃加上定向力動作力與問題解決能力歸納出人類腦功能八種基本能力,並而規劃設計不同的活動方式與內容,來刺激大腦的不同區域達到健腦的目標。

語言力:
能夠正確的使用語言是人類大腦認知的重要功能之一。語言力訓練有效幫助大腦記住與認識文字,更能強化語言流暢度。

執行力:
能夠有效提升高階的認知邏輯過程、策略計劃、問題解決、演繹等能力。

定向力:
對周圍環境 (時間、地點、人物) 及自身狀態 (姓名、年齡、職業等) 的察覺和識別能力。

記憶力:
研究指出記憶力與智力、 IQ 有直接的相關。平時強化記憶力訓練將有提升學習能力、並能促進認知儲存。

注意力:
對事物的集中能力,是智力活動的基礎條件。能夠強化考試能力與其他需要視覺辨識的工作。

精細動作:
是大腦控制小肌肉的能力。訓練精細動作能力能有效提升日常生活自理能力、反應力。

視覺空間:
能夠準確地觀察環境中各種細節,譬如色彩、線條、形狀和空間線索,並且在腦海立體呈現。

問題解決:
即是處理問題時所運用的能力。在學校教育與職場中被視為重要能力指標之一。



數位化認知訓練有效提升腦力


認知心理學理論提出,認知能力直接關係學習效率的高低。認知就是個人對訊息加以了解和記憶、思考的一種狀態。學習就是一種認知的過程,因此強化認知能力將有效提升學習成效。近年來腦神經學者提出神經可塑性、神經再生論、與用進退廢說,提出大腦具有可塑性。可以經由鍛鍊,維持一個較好的功能,甚至可以促進它的活性。 而在面臨高度老化的社會,80歲以上罹患老人癡呆症之比例為22%,如何降低或維持基本腦力認知能力成為各界研究之重要方向。 在這個數位化的時代,若能運用遊戲式學習的特性,有效提升認知腦力將不只可加強基礎學習能力,更能使年長者、兒童因此數位認知遊戲之訓練達到腦力活化與注意力集中之目的。 已有研究指出電腦化工作記憶訓練(computerized working memory training)能有效提升流質智力(fluid intelligence)、增進記憶力與閱讀能力(Jaeggi, Buschkuehl, Jonides,& Perrig, 2008),電動遊戲(video game)不僅能增進感知能力,更能提升注意力,對於學習成效有正面之影響( Green & Bavelier ,2003) 。


神經可塑性研究

神經可塑性研究 神經可塑性是近年來科學家的重大發現之一,根據加拿大醫生Norman Doidge於其著作提出大腦神經具備可修復、再生性,他在他的病人身上發現受損、甚至發展成熟的大腦神經細胞可修復,並可經由訓練維持一個較好的功能,甚至可以促進它的活性。 倫敦大學學院研究員於2000年發表了一篇關於計程車司機導航功能影響大腦海馬迴改變之研究 (Maguire et al.,2000),此研究針對倫敦計程車司機的大腦結構進行研究,研究結果顯示倫敦計程車司機因常使用導航的能力,其海馬迴區的容量顯然比一般人大。此實驗可證實若是常使用某一能力,大腦的細胞構造也回隨之改變。 德國研究員針對醫學院學生於考試期間所做的測試也發現了與倫敦司機類似的結果。在一段時間長期反覆的讀書與準備考試下,大腦的皮質結構有相對的改變。更發現當受測者學習如何用球玩戲法時,大腦視覺處理區有短暫的改變反應。( Draganski et al., 2004) 這些文獻研究皆顯示出,大腦的功能透過學習、訓練強化並有可能達到再生之目的。研究顯示透過訓練,大腦的認知功能如短期記憶、資訊處理速度與流質智力,可以被改善,尤其透過線上的數位學習訓練設計,更能有效的提升認知能力 (Klingberg,2010) 。美國密西根大學利用 Dual N-Back測驗對90個人進行流質智力中工作記憶與分散注意力之腦力進行訓練,結果顯示受過此訓練者的IQ比對照組明顯提升,且訓練越多,成績越高,因此證實簡單的腦力練習可以提升IQ (Jaeggi, et al., 2008)。 UCLA 加州大學洛杉磯分校、史丹佛大學、南加州大學、舊金山州立大學共同進行,針對487位65歲以上的健康銀髮族進行為期8週的認知功能提升實驗,8 週中分為對照組與實驗組,其中實驗組在每天一個小時、一週五天、持續8週接受記憶力與注意力的認知訓練,在後測的能力檢測中,實驗組的記憶力與注意力之分數、反應速度都大幅提升。 由以上的實證可以得知,數位訓練能夠提升腦力認知能力,並已獲得相關研究單位與數據的證實。


數位遊戲學習有效提升認知與學習能力

許多文獻、實驗皆顯示出遊戲學習不僅有效提升學習動機,更能提升學習成效。Green & Bavelier(2003) "Action video game modifies visual selective attention"的研究針對 7-18歲與18-29歲之兒童與成年進行動作類遊戲之實驗證實,動作類遊戲不僅大幅的增進感知能力、更提升專注力,促進學習成效提升。這類遊戲更能降低男女性別間對於視覺空間認知差異。而策略型遊戲(Strategic games)更能有效提升年老人執行認知能力。(Karmer, 2008)。 數位化遊戲不僅能提升認知能力,更因此直接影響提升學習成效與成績。York 大學針對42位被診斷為工作記憶區容量低之幼童進行訓練,在提供數位化工作記憶訓練之後,其工作記憶區之容量達幅提升,在六個月後的追蹤評估依然顯示高度的數據,並提升數位推理考試成績(Holmes et al., 2009)。 運用數位遊戲輔具Wii已被證實能夠改善注意力缺陷過動症學童之集中性、選擇性及持續性注意力。(陳玟池,2010)。


資策會開發之「腦力活化網」健腦平台

資策會多年來致力於學習產業之發展,透過數位方式提升學習能力為研究方向,因此根據後述之趨勢、理論基礎、醫學實證,與榮總、中央大學聯合投入研發,透過提供大腦各種訓練(2D教材、多人互動、3D、眼動、體感等)練習各種高階認知腦力(記憶、注意、語言、定向力等等)協助使用者訓練維護腦的完整能力。