视频游戏培训和奖励系统（2015）

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抽象

视频游戏包含精心设计的强化和奖励计划，有可能最大限度地提高动力。 神经影像学研究表明，视频游戏可能会对奖励系统产生影响。 然而，尚不清楚与奖励相关的属性是否代表一个先决条件，这使得个人偏向于玩视频游戏，或者这些变化是否是玩视频游戏的结果。 因此，我们进行了纵向研究，以探索与视频游戏体验相关的奖励相关功能预测因子以及响应视频游戏训练的大脑功能变化。 50名健康参与者被随机分配到视频游戏训练（TG）或对照组（CG）。 在训练/控制期之前和之后，使用非视频游戏相关的奖励任务进行功能磁共振成像（fMRI）。 在预测试中，两组在奖赏预期期间在腹侧纹状体（VS）中显示出最强的激活。 在后测试中，与预测试相比，TG显示出非常相似的VS活动。 在CG中，VS活动显着减弱。 这项纵向研究表明，视频游戏训练可以在重新测试的情况下保持VS中的奖励响应能力。 我们建议视频游戏能够保持对奖励灵活的纹状体反应，这种机制可能对治疗认知训练等应用具有重要价值。

关键词： 视频游戏，培训，奖励预期，纵向，功能磁共振成像

引言

在过去的几十年中，视频游戏行业已发展成为世界上最大的多媒体行业之一。 许多人每天都在玩视频游戏。 例如在德国8 10之间14和29之间的年龄报告称玩视频游戏，而44％年龄29以上仍在玩视频游戏。 总的来说，基于调查数据，大约超过25年龄（14％）的36百万人在德国玩视频游戏（Illek，2013).

似乎人类真正有很高的动机玩电子游戏。 最常见的视频游戏是为了“乐趣”和短期主观幸福感的简单目的而玩的（Przybylski等，2010）。 实际上，玩视频游戏可以满足不同的基本心理需求，可能还取决于特定的视频游戏及其类型。 尤其是满足心理需求，如能力（自我效能感和新技能的获得），自主性（在新颖的虚构环境中的个人目标导向行为）和相关性（社交互动和比较）与视频游戏相关联（Przybylski等，2010）。 具体地，心理需求的满足可能主要与游戏提供给玩家的各种反馈机制有关。 这个精心设计的强化和奖励计划有可能最大限度地提高动力（Green和Bavelier，2012).

由于使用率高，视频游戏已成为心理学和神经科学等学科的研究热点。 已经表明，使用视频游戏进行培训可以提高认知能力（Green和Bavelier，2003, 2012; Basak等人，2008），以及与健康有关的行为（Baranowski等，2008; Primack等人，2012）。 此外，已经表明视频游戏可用于外科医生的培训（Boyle等人，2011），他们与老年参与者的更高的心理生活质量有关（Allaire等，2013; Keogh等人，2013），他们可以促进减肥（Staiano等，2013）。 虽然众所周知，视频游戏被设计为游戏开发者获得最大的回报，并且视频游戏玩家从游戏中获得心理上的好处，但是解释心理上的好处的基础过程还没有被完全理解。 Green和Bavelier（2012） 他们的研究得出结论，除了认知表现的改善之外，“动作视频游戏的真实效果可能是提高学习新任务的能力。”换句话说，视频游戏训练的效果可能不仅限于受过训练的游戏本身; 它可以促进各种任务或领域的学习。 事实上，视频游戏玩家学会了如何快速学习新任务，因此至少在注意力控制领域表现优于非视频游戏玩家（Green和Bavelier，2012).

已经使用不同的成像技术和实验设计研究了与视频游戏相关的潜在神经生物学过程。 raclopride正电子发射断层扫描（PET）研究 Koepp等人。 （1998） 表明视频游戏（更具体地说，坦克模拟）与腹侧纹状体（VS）中的内源性多巴胺释放相关。 此外，多巴胺结合潜力水平与游戏中的表现有关（Koepp等人，1998）。 VS是多巴胺能通路的一部分，与奖励处理和动机有关（Knutson和Greer，2008）以及预测误差信号方面的学习习得（O'Doherty等人，2004; Atallah等，2006; Erickson等人，2010）。 使用磁共振成像（MRI）测量灰质体积， 埃里克森等人。 （2010） 表明腹侧和背侧纹状体体积可以预测认知要求严格的视频游戏（特别是二维空间射击模拟）的早期性能提升。 另外， Kühn等人。 （2011） 发现，一方面频繁与不常见的视频游戏相比，结构灰质体积较高，另一方面与损失处理过程中功能激活较强有关（Kühn等人，2011）。 此外，在主动播放或被动观看视频游戏期间的纹状体功能磁共振成像（fMRI）活动（空间射击模拟， Erickson等人，2010）或在完成不同的非视频游戏相关任务（特别是奇怪的任务）期间预测随后的训练改进（Vo等人，2011）。 总之，这些研究表明，与视频游戏相关的神经过程可能与VS中神经处理的改变有关，VS是奖励处理的核心领域。 此外，视频游戏似乎与该领域的结构和奖励处理相关的功能变化相关联。 然而，目前尚不清楚在早期研究中观察到的与视频游戏相关的结构和功能特性是否代表了 前提，这使个人偏向于玩视频游戏，或者如果这些变化是 导致 玩电子游戏。

总之，视频游戏非常流行且经常使用。 其中一个原因可能是视频游戏可能满足人类的一般需求（Przybylski等，2010）。 满意的需求会增加心理健康，而这反过来可能会带来回报。 神经影像学研究通过显示视频游戏与纹状体奖励系统的改变相关联来支持这种观点。 另一方面，奖励处理是任何人类刺激 - 反应学习过程的基本机制。 Green和Bavelier（2012） 将视频游戏训练描述为学习如何学习的训练（学习刺激 - 反应模式对于成功完成视频游戏至关重要）。 我们认为视频游戏培训针对纹身奖励系统（以及其他领域），并可能导致奖励处理的变化。 因此，在本研究中，我们关注视频游戏训练前后的纹状体奖励处理。

在这里，我们进行了一项纵向研究，以便能够探索与游戏中的表现和经验相关的奖励相关功能预测因子，以及响应视频游戏训练的大脑功能变化。 我们使用了一款成功的商业视频游戏，因为商业游戏专门用于增加主观幸福感（Ryan等人，2006并且因此可以最大化游戏期间的游戏享受和经验丰富的奖励。 根据预测假设，我们期望在视频游戏训练之前的奖励任务中的腹侧纹状体反应预测性能，如先前在具有不同任务的研究中已经显示的那样（Vo等人，2011）。 此外，我们想要探讨在训练期间腹侧纹状体奖赏响应性是否与训练组中经验丰富的乐趣，欲望或挫折有关。 为了研究视频游戏训练的效果，我们在视频游戏训练发生后进行了第二次MRI扫描。 根据调查结果 Kühn等人。 （2011） 与不常用的视频游戏玩家相比，频繁地显示改变的奖励处理，我们期望在与对照相比接受训练的参与者的奖励预期期间改变的纹状体奖励信号。 如果纹状体奖励系统有功能变化，这些应该与视频游戏训练的效果有关。 如果没有，观察到的研究变化由 Kühn等人。 （2011） 可能更倾向于涉及频繁的视频游戏玩家的前提条件。

材料和方法

PARTICIPANTS

通过报纸和网络广告招募50名健康的年轻成年人，并随机分配到视频游戏训练组（TG）或对照组（CG）。 优选地，我们仅招募在过去6个月中玩很少或不玩视频游戏的参与者。 没有参与者报告在过去的1个月中每周播放的视频游戏超过6 h（平均每月0.7 h，SD = 1.97），之前从未玩过训练游戏[“Super Mario 64（DS）”]。 此外，参与者没有精神障碍（根据使用迷你国际神经精神病学访谈的个人访谈），右手，并适合MRI扫描程序。 该研究得到了柏林Charité - Universitätsmedizin的当地伦理委员会的批准，并且在参与者完全接受研究程序后，所有参与者都获得了书面知情同意书。 这些参与者的解剖灰质图数据已经发表（Kühn等人，2013).

培训程序

TG（n = 25，平均年龄= 23.8年，SD = 3.9年，18女性）被指示在“任天堂双屏（DS）XXL”手持控制台上播放“超级马里奥64 DS”，每天至少30分钟2个月的时期。 这个非常成功的平台游戏是基于其对视频游戏天真参与者的高可访问性而选择的，因为它在奖励传递和难度之间提供了非常适合的平衡，并且在男性和女性参与者中很受欢迎。 在游戏中，玩家必须使用连接到控制台的按钮在复杂的3D环境中导航，该按钮用于移动，跳跃，携带，击打，飞行，踩踏，阅读和角色特定动作。 在培训之前，参与者以标准化方式接受了一般控制和游戏机制的指导。 在培训期间，我们提供了不同类型的支持（电话，电子邮件等），以防万一在游戏过程中遇到挫折或困难。

无接触CG（n = 25，平均年龄= 23.4年，SD = 3.7年，18女性）没有特别的任务，但是经历了与TG相同的扫描程序。 所有参与者在研究开始时（预测试）和训练后2月或被动延迟阶段（后测试）后完成fMRI扫描。 TG的视频游戏培训在预测试后立即开始，并在测试后测量结束。

问卷调查

在训练期间，TG的参与者被要求记录每日游戏时间的量。 此外，参与者在文字处理文档中每周一次以7点Likert量表在视频游戏期间进行游戏体验有趣，沮丧和渴望（参见补充材料以获取更多详细信息），并通过电子邮件将电子数据文件发送给实验者。 通过在训练期后检查视频游戏控制台来客观地评估完成的与游戏相关的奖励（星星收集）。 最大绝对星数是150。

SLOT MACHINE PARADIGM

为了调查奖励预期，使用了略微修改的老虎机范例，引起强烈的纹状体反应（Lorenz等，2014）。 参与者必须在视频游戏培训程序发生之前和之后经历相同的老虎机范例。 使用Presentation软件（版本14.9，Neurobehavioral Systems Inc.，Albany，CA，USA）对投币机进行编程，其由三个轮子组成，显示两组不同的果实（交替果实X和Y）。 在两个测量时间点，具有樱桃（X）和柠檬（Y）或甜瓜（X）和香蕉（Y）的投币机以平衡方式显示并均匀分布用于TG和CG。 两个水平条（投币机上方和下方）的颜色表示启动和停止机器的命令。

在每次试验开始时，车轮没有移动，灰色条表示不活动状态。 当这些条变为蓝色（表示试验开始）时，指示参与者通过用右手按下按钮来启动机器。 按下按钮后，杆再次变为灰色（非活动状态），三个轮子开始以不同的加速度垂直旋转（分别从左轮到右轮呈指数增加）。 当达到车轮的最大旋转速度（按下按钮后1.66 s）时，条的颜色变为绿色。 此颜色更改表示参与者可以通过再次按下按钮来停止机器。 按下另一个按钮后，三个轮子连续停止从左侧向右侧旋转。 在按下按钮后0.48和0.61的可变延迟后，左轮停止，而中间和右轮仍在旋转。 在0.73和1.18的额外可变延迟之后，第二个轮停止。 右轮在中轮后停止旋转，可变延迟为2.63和3.24 s。 第三轮的停止终止试验，并且在屏幕上显示关于当前获胜和奖励总额的反馈。 对于下一次试验，按钮再次从灰色变为蓝色，下一次试验在4.0和7.73之间的可变延迟之后开始，并以指数递减函数为特征（见 数字 Figure11).

图1 

老虎机任务的结构。 FMRI分析侧重于停止2nd 当前两个轮子显示相同的果实（XX_）或当前两个轮子显示不同的果实（XY_）而3nd 轮子还在旋转。

该实验总共包含60试验。 通过20获胜试验（XXX或YYY），20损失试验（XXY或YYX）和20早期损失试验（XYX，YXY，XYY或YXX）的伪随机分布确定投币机。 参与者开始时的6.00欧元金额代表每次试用0.10欧元的赌注（60试验） * 0.10欧元赌注= 6.00欧元赌注）并且每次试验获得0.50欧元，当连续的所有水果具有相同的身份（XXX或YYY）时; 如果没有，参与者没有赢（XXY，YYX，XYX，YXY，XYY，YYX）并且从总金额中减去了赌注。 参与者对输赢没有影响，参与者赢得了10.00欧元的固定金额（0.50欧元收益 * 20获胜试验= 10.00欧元增益）在任务结束时。 参与者被指示玩老虎机60次，并且每次试验的目的是连续获得三种相同类型的水果。 此外，参与者在进入3-5试验的扫描仪之前练习了老虎机任务。 没有任何信息表明这项任务是一次机会游戏或涉及任何技能。

扫描程序

磁共振成像扫描在三台Tesla Siemens TIM Trio Scanner（Siemens Healthcare，Erlangen，Germany）上进行，配备有12通道相控阵头部线圈。 通过视频投影仪，通过安装在头部线圈顶部的镜子系统可视地呈现投币机范例。 使用轴对齐的T2记录功能图像*加权梯度回波平面成像（EPI），具有以下参数：36切片，交错上升切片顺序，重复时间（TR）= 2 s，回波时间（TE）= 30 ms，视野（FoV）= 216 ×216，翻转角= 80°，体素尺寸：3 mm×3 mm×3.6 mm。 对于解剖学参考，通过三维T3加权磁化制备的梯度回波序列（MPRAGE; TR = 1 ms; TE = 2500 ms;反转时间= 4.77 ms，采集矩阵= 1100×256）获得256D解剖学全脑图像。 ×176，翻转角= 7°，体素尺寸：1 mm×1 mm×1 mm）。

数据分析

图像处理

使用Statistical Parametric Mapping软件包（SPM8，Wellcome Department of Imaging Neuroscience，London，UK）分析磁共振成像数据。 对采集时间延迟和头部运动进行EPI校正，然后使用SPM8中实现的统一分割算法将其转换为蒙特利尔神经影像学研究所的立体定位标准化标准空间。 最后，重新采样EPI（体素尺寸= 3 mm×3 mm×3 mm）并使用3D高斯内核7 mm半高全宽进行空间平滑。

统计分析

进行了两阶段混合效应一般线性模型（GLM）。 在单一主题级别，该模型包含两个fMRI测量的数据，这是通过在不同会话中拟合数据来实现的。 此GLM包括每个会话单独的回归量，用于获取预期（XX_和YY_）和没有收益预期（XY_和YX_）以及以下无利益回归：收益（XXX和YYY），损失（XXY和YYX），早期损失（XYX，XYY，YXY和YXX），按钮按下（条形变为蓝色和绿色后），视觉流动（车轮旋转）和六个刚体运动参数。 针对增益预期（XX_对XY_）的增益预期的差分对比度图像被计算用于测试前和测试后并用于组级分析。 在第二级，这些差异 T- 对比图像进入灵活的方差分析方差分析（ANOVA），其中包括因子组（TG与CG）和时间（前与后测试）。

使用基于蒙特卡罗模拟的簇大小校正（AlphaSim，对多重比较）校正全脑效应 Song等，2011）。 一千个蒙特卡罗模拟揭示了相应的α错误概率 p <0.05，当使用最小簇大小时，具有16个统计阈值的相邻体素 p <0.001。 根据荟萃分析 Knutson和Greer（2008），在奖励预期期间的激活差异预计在VS. 基于这一先验假设，我们进一步报道 事后 使用感兴趣区域（ROI）分析在该脑区域内进行分析。 为此，我们使用了基于文献的VSI（Schubert等人，2008）。 这些ROI是通过将先前关于奖励处理（主要是货币激励延迟任务文章）的功能性发现与灰质脑组织的解剖学限制相结合而创建的。 有关VS ROI计算的详细信息，请参阅补充材料。 此外，我们使用从初级听觉皮层提取的平均参数进行对照分析，因为该区域应独立于奖励任务中的实验操作。 因此，我们使用了解剖标记（AAL）脑图谱中描述的Heschl回旋的解剖ROI（Tzourio-Mazoyer等，2002).

成果

与预测相关的结果（预测）

获得预期期间的大脑反应

在预测试中，在两组的老虎机任务期间，在前纹状网络（包括皮质下区域（双侧VS，丘脑），前额区域（辅助运动区域，中央前回和中间区域）中获得预期（无增益预期）诱发激活额回，额上回，和岛状皮质。 另外，观察到枕骨，顶叶和颞叶中的激活增加。 所有显示出显着差异的大脑区域列于补充表中 S1 （对于TG）和 S2 （对于CG）。 请注意，两组中VS中观察到最强的激活差异（参见 表 Table11; 数字 Figure22）。 对于TG> CG的对比，右辅助运动区[SMA，簇大小20体素， T（48）= 4.93，MNI坐标[xyz] = 9、23、49]，并且对于CG> TG，右苍白球的激活更强（簇大小为20体素， T观察到（48）= 5.66，MNI-坐标[xyz] = 27，8，7）。 这两个区域可能与奖励相关的功能无关，如荟萃分析所示 刘等人。 （2011） 跨越142奖励研究。

表1 

使用Monte Carlo校正的显着性阈值在全脑分析中按时间交互作用（TG：后期>前）>（CG：前后>前） p <0.05。 TG ...
图2 

有经验的乐趣的预测因子。 在冠状切片上显示增益预期（XX_）对无增益预期（XY_）的影响（Y = 11）在对照组（CG）和训练组（TG）的上排。 组比较（CG <> ...

腹侧纹状体活动与相关视频游戏行为之间的关联

为了检验纹状体奖励信号对视频游戏的预测性质的假设，使用基于文献的ROI单独提取腹侧纹状体信号并且与问卷项目以及游戏成功相关联，其通过检查视频游戏控制台来评估。 由于参与者缺乏合规性，缺少四名参与者的每周问卷调查数据。 关于有经验的乐趣的每周问题（M = 4.43，SD = 0.96），沮丧（M = 3.8，SD = 1.03）和视频游戏欲望（M = 1.94，SD = 0.93）在2月份的平均值。 参与者在训练期间平均收集了87星（SD = 42.76）。

将Bonferroni校正应用于计算的相关性（等于的显着性阈值） p <0.006），相关性均不显着。 两种视频游戏都没有欲望[左VS： r（21）= 0.03， p = 0.886; 对VS： r（21）= - 0.12， p = 0.614]也不沮丧[左VS： r（21）= - 0.24， p = 0.293; 对VS： r（21）= - 0.325， p = 0.15]也没有完成与游戏相关的奖励[左VS： r（25）= - 0.17， p = 0.423; 对VS： r（25）= - 0.09， p = 0.685]与奖赏相关的纹状体活动相关。 有趣的是，当使用未经修正的显着性阈值时，在视频游戏期间体验到的乐趣与正确VS中获得预期期间的活动正相关[r（21）= 0.45， p = 0.039]并且在左VS中观察到趋势[r（21）= 0.37， p = 0.103]如图所示 数字 Figure22 （右下图）。 然而，当对该探索性分析应用Bonferroni校正时，经验丰富的有趣和腹侧纹状体活动之间的相关性仍然不显着。

我们进一步进行了对照分析，以调查这一发现是否特异于VS. 我们将相同的行为变量与Heschl's gyri（初级听觉皮层）的提取参数估计相关联。 分析显示没有显着的相关性（全部 p的> 0.466）。

视频游戏训练的效果（赛前和赛后）

在测试后的老虎机任务期间对增益预期没有增益预期的分析揭示了在预测试中观察到的相同额纹 - 纹状体网络中TG的激活差异（详情参见表 S3）。 在CG中，这种效果类似，但是减弱了（见 数字 Figure33; 表 S4）。 随时间变化的相互作用显示奖赏相关区域（右VS和双侧岛叶/下额回，眶眶）和运动相关区域（右侧SMA和右前中回）的显着差异，表明在VS中保留的VS活动。 TG之间的时间点，但不在CG中。 事后 使用基于文献的VS ROI的ROI分析证实了交互结果[交互组按时间： F（48,1）= 5.7， p = 0.021]。 对照区域（Heschl's gyri）的ROI分析不显着。 额外 t- 测试显示CG组内的时间点之间存在显着差异[t（24）= 4.6， p <0.001]，以及各组之间在测试后的显着差异[t（48）= 2.27， p = 0.028]。 按时间划分交互组的结果总结如下 表 Table11 并在图中说明 数字 Figure33.

图3 

视频游戏训练效果的结果。 对于后测，使用冠状切割显示增益预期（XX_）对无增益预期（XY_）的影响（Y 对照组（CG）和训练组（TG）在上排显示= 11。 成像结果 ...

讨论

本研究的目的有两个：我们的目的是调查纹状体奖励响应如何预测视频游戏相关的行为和体验，以及视频游戏训练对奖励系统功能方面的影响。 关于预测，我们发现在预测试中的纹状体奖励信号与随后的视频游戏训练期间经验丰富的乐趣之间存在正相关关系。 关于视频游戏的效果，通过CG中纹状体奖励信号的减少来观察到显着的按时间相互作用的组。

视频奖励经验及其视频游戏体验的预测属性

未观察到纹状体奖赏信号与游戏表现或经历的欲望和挫折之间的关系。 然而，我们能够在视频游戏训练期间证明纹状体奖励信号与经验丰富的乐趣的正相关。 因此，我们认为在非视频游戏相关奖励任务中奖励处理期间纹状体活动的大小可预测游戏期间的经验乐趣。 然而，必须谨慎解释这一发现，因为在多次测试校正后观察到的相关性仍然不显着。

在视频游戏期间纹状体奖励信号与经历的乐趣之间的相关性的可能解释可能是在投币机赌博期间测量的纹状体奖励信号反映了个体的奖赏响应性，其可能与纹状体中的多巴胺能神经传递相关。 根据以往的研究表明，奖励预期期间的VS活动与该地区的多巴胺释放有关（Schott等人，2008; Buckholtz等，2010）。 进一步表明，视频游戏也与同一地区的多巴胺释放有关（Koepp等人，1998）。 因此，VS似乎至关重要地涉及神经奖励处理以及视频游戏，其涉及许多激励和奖励因素。 具体而言，我们确信观察到的VS活动与经验丰富的乐趣之间的关系可能与奖赏相关的纹状体多巴胺系统对特征性刺激的一般反应有关。 在最近的一篇综述中，VS与动机和快感引发的反应有关 Kringelbach和Berridge（2009）。 因此，在游戏期间观察到的腹侧纹状体活动和娱乐之间的关联是指有关享乐和娱乐相关的体验。 未来的研究应该进一步研究纹状体奖励反应和视频游戏中经验丰富的乐趣之间的关系，以更深入地探索这种关系。

如上所述，纹状体多巴胺释放（Koepp等人，1998），体积（Erickson等人，2010）和游戏期间的活动（Vo等人，2011以前与视频游戏性能有关。 目前的研究结果并未显示视频游戏性能与VS活动之间的关联。 获得的奖励通过游戏中完成的任务/挑战的数量来实现。 游戏中的典型任务通过击败老板，解决谜题，寻找秘密地点，竞赛对手或收集银币来举例说明。 这些任务代表了游戏的进步，而不是实际的游戏性能。 因此，这些变量可能不是足够精确的性能因变量。 然而，我们无法收集更多与游戏相关的变量，因为“超级马里奥64 DS”是一款商业视频游戏，并且无法操纵这种独立的视频游戏。

我们进一步研究了纹状体奖励信号与在视频游戏训练期间经历的体验欲望之间的关系。 在这种情况下，欲望可能与视频游戏的潜在满足和奖励的需求和期望有关。 欲望与欲望并没有明显的分离，因为它通常与缺乏一起产生。 在神经生物学上，想要的不仅涉及纹状体，还涉及与目标导向行为相关的前额区域（Cardinal等，2002; Berridge等，2010）。 因此，欲望的神经相关性可能不限于纹状体奖励区域。 确实， Kühn等人。 （2013） 结果表明，视频游戏训练引起的背外侧前额叶皮层结构灰质体积变化与视频游戏训练期间的主观感受正相关。 因此，在目前的研究中，纹状体奖赏响应性可能与欲望无关，因为欲望可能与前额目标导向的神经相关性相关。 未来的研究可能会详细研究这一点。

我们预计在视频游戏训练期间纹状体奖励响应性和经历的挫折之间存在负相关，因为相对于奖励的接收，VS活动在奖励的遗漏中减少（Abler等，2005）。 但是，没有观察到这种关系。 以前的研究表明，在挫败感的背景下，岛屿被选择性地激活（Abler等，2005; Yu等人，2014）。 因此，未来的研究也可能在遗漏奖励的背景下研究岛屿活动。

视频游戏训练对奖励制度的影响

Kühn等人。 （2011） 一项横断面研究显示，与不频繁的视频游戏玩家相比，频繁的视频游戏玩家（每周9小时以上）表现出了更多的与纹状体奖励相关的活动。 但是，问题仍然存在，这个发现是视频游戏的诱因还是视频游戏的结果。 在我们目前的纵向研究中，在老虎机任务期间获得预期可以显示VS活动，该活动在TG中保存了2个月，但在CG中没有。 我们假设纹状体奖励信号可能反映了老虎机任务期间的动机参与，在后期测试中TG仍然很高。 TG的参与者可以保持奖励处理的响应性和动机意愿，以与第一时间相似的参与状态在第二时间点完成投币游戏任务。 对于该发现的一种解释可能是，视频游戏培训对游戏过程中与多巴胺相关的奖励处理有影响（Koepp等人，1998）。 我们的结果支持这种观点，因为这种效果可能暂时不限于游戏会话，而是可能对与视频游戏无关的奖励情况中的一般纹状体奖励响应性产生影响。 Kringelbach和Berridge（2009） 表明VS中的活动可能代表奖励的放大器功能，因此，视频游戏可能在游戏本身期间保持奖励响应，甚至在通过放大与娱乐相关的活动的其他奖励任务的背景下。 因此，视频游戏训练可被视为针对多巴胺能神经递质系统的干预，其可能在将来进行研究。 有证据表明，在药理学研究的背景下，多巴胺能干预可以具有治疗行为改变的特征。 最近的一项药理学研究使用多巴胺能干预对老年健康成人的影响 Chowdhury等。 （2013） 表明多巴胺靶向药物可以恢复年龄相关的纹状体奖励处理信号。 未来的研究应该调查视频游戏训练对涉及多巴胺能纹状体信号的认知要求任务的潜在治疗效果。 揭示视频游戏在前纹状体电路中的特定效果将是非常有价值的。 我们的研究结果表明对奖励处理的影响，这反过来对于目标导向行为的形成和对易变环境的灵活适应至关重要（冷却，2008）。 因此，在未来的纵向研究中结合视频游戏训练，应该考虑涉及与逆向学习相关的奖励相关决策的任务。 多项药理学研究表明，多巴胺能操作可能导致逆转学习表现的增加或减少，这可能取决于任务需求和个体基线多巴胺水平（Klanker等，2013).

观察到的视频游戏训练对奖励系统的影响也是由于在测试后CG中纹状体活动减少所致，这可能部分可以通过在重新测试中完成老虎机任务的意愿的动机性下降来解释。 。 一项研究 邵等人。 （2013） 证明，即使是在实际扫描会话之前具有老虎机任务的单个训练会话导致在胜利处理期间与未经历训练课程的组相比的纹状体奖励活动减少。 进一步的研究 Fliessbach等。 （2010） 研究了三个奖励任务的重新测试可靠性，并且表明在获得预期期间VS中的重新测试可靠性相当差，与初级运动皮层中与运动相关的可靠性相比，其特征为良好。 对这些发现的可能解释可能是这种奖励任务的性质。 两个时间点的相同奖励可能不会在任务执行的第二次时产生相同的奖励信号，因为主观奖励感可能因缺乏新颖性而减弱。

显然，在本研究中，两组均完成了重新测试，但纹状体奖励活动的减少仅在CG中观察到，而不是在TG中观察到。 TG中的这种保存结果可能部分地与如上所述的视频游戏训练有关。 然而，CG是一个非接触组并且没有完成主动控制条件，因此，该结果也可能代表TG中纯粹的安慰剂样效应。 然而，即使不是特定的视频游戏训练本身是保留纹状体反应的主要原因，我们的研究可能被解释为证据表明视频游戏在治疗或基于训练的环境中导致相当强的安慰剂样效果。 如果视频游戏比安慰剂药物或其他类似安慰剂的任务代表更强的安慰剂效应是一个悬而未决的问题。 此外，在扫描会话期间，参与者在扫描仪中处于相同的情况，并且可以预期两个组​​都产生相同的社交期望效果。 仍然，应该非常仔细地解释保存效果，因为安慰剂效应可能会混淆结果（Boot等人，2011）。 关注奖励制度的未来研究应包括研究设计中的主动控制条件。

该研究的另一个可能的限制可能是我们没有控制CG的视频游戏行为。 我们指示CG的参与者不要在等待期间改变他们的视频游戏行为而不是玩Super Mario 64（DS）。 但是，CG中的视频游戏行为可能已经发生变化，可能会影响结果。 未来的研究应包括主动控制组，并在研究期间详细评估视频游戏行为。

在这项研究中，我们专注于VS. 尽管如此，我们观察到在岛状皮质，SMA和中央前回中也存在显着的训练相关效应。 最近的一项荟萃​​分析 刘等人。 （2011） 包括142奖励研究表明，除了“奖励的核心区域”VS还有脑岛，腹内侧前额叶皮质，前扣带皮层，背外侧前额叶皮层和下顶叶小叶是奖励预期期间奖励网络的一部分。 脑岛参与情感信息的主观整合，例如在情绪唤醒和意识背景下基于错误的学习期间（克雷格，2009; Singer等，2009）。 在投币机任务中的奖励预期期间的激活可以反映主观唤醒和动作参与任务。 我们认为，脑岛上这种显着的训练效果 - 类似于VS中的效果 - 代表了一种动机参与，后者在后测中保留在TG中。 未来的研究可以通过应用唤醒评定量表并将这些值与岛屿活动相关联来测试这一点。 根据SMA和中央前回的差异，我们想强调这些领域可能不参与奖励预期，因为它不是所提到的荟萃分析网络的一部分（Liu等人，2011）。 相反，SMA参与学习其他功能中与运动相关的刺激 - 反应关联（Nachev等人，2008）。 关于目前的研究，SMA活动可能反映了刺激的更新过程（带有三个旋转轮的老虎机） - 响应（按下按钮以停止老虎机） - 后果（这里更新第二轮的停止：XX_和XY_） - 链。 推测性地，训练组的参与者在训练后将老虎机理解为视频游戏，其中他们可以通过例如在正确的时间点按下按钮来改善他们的表现。 换句话说，TG的参与者可能认为他们可以通过调整他们的响应模式来影响老虎机的结果。 请注意，参与者并不知道老虎机具有确定性。 由于中央前回也是运动系统的一部分，SMA发现的功能意义的解释也可能对前中回有效。 未来的研究可能通过系统地改变反应 - 后果 - 关联来证实对SMA和前中心激活差异的这些解释。

视频游戏，超级马里奥，动机，主观幸福和奖励制度

从心理学的角度来看，快乐的视频游戏提供高效的奖励计划，完美调整的难度级别和强大的参与度（Green和Bavelier，2012）。 这些特定属性可能包含满足基本心理需求的机会，如能力，自主性和相关性（Przybylski等，2010）。 一项研究 瑞恩等人。 （2006） 表明参与者在超级马里奥20的64 min训练课程中感受到了自己的动力，在比赛后的健康状况有所增加。 这种增加的幸福感进一步与能力感（例如，经历的自我效能）和自主性（例如，基于兴趣的行为）的增加相关联。 结合当前在未经训练的任务中保存奖励信号的发现，我们认为视频游戏具有用于特定（认知）训练的强大工具的潜力。 取决于视频游戏类型和游戏的个体属性，视频游戏需要来自玩家的非常复杂的认知和运动交互以能够达到游戏的目标并因此具有特定的训练效果。 视频游戏的奖励性质可能导致培训期间持续的高激励水平。

结论

目前的研究表明，纹状体奖励反应能够预测随后经历的视频游戏乐趣，表明奖励响应的个体差异可能会影响视频游戏的动机参与，但这种解释需要在未来的研究中得到确认。 此外，这项纵向研究表明，视频游戏训练可以在重新测试中保持VS中的奖励响应。 我们相信视频游戏能够保持对奖励灵活的纹状体反应，这种机制对于保持高动力可能是极其重要的，因此可能对许多不同的应用具有重要价值，包括认知训练和治疗可能性。 因此，未来的研究应该调查视频游戏培训是否会对基于奖励的决策产生影响，这是日常生活中的一项重要能力。

利益冲突声明

作者声明，研究是在没有任何可被解释为潜在利益冲突的商业或金融关系的情况下进行的。

致谢

该研究得到了德国教育和研究部（BMBF 01GQ0914），德国研究基金会（DFG GA707 / 6-1）以及德国国家学术基金会对RCL的资助。 我们非常感谢Sonali Beckmann操作扫描仪的帮助以及David Steiniger和Kim-JohnSchlüter对参与者的测试。

补充材料

本文的补充材料可在以下网址找到： http://www.frontiersin.org/journal/10.3389/fnhum.2015.00040/abstract

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