第 18 章

大脑里的方块

第18章 大脑里的方块

《科学》杂志第290卷第5490期的论文抽印本摊在桌上,第三页的斜体段落被荧光笔划过。这或许能回答那个悬浮在2014年空气里的问题——俄罗斯方块除了作为游戏,还有什么用?

“在入睡前幻觉中反复出现的、具有鲜明视觉运动特征的俄罗斯方块意象,为研究海马体-新皮质回路中记忆巩固的时间进程提供了一种独特的实验窗口。”

这句话下面,罗伯特·斯蒂克戈尔德的名字与另外三位合著者的名字并列。论文标题是《睡眠中视觉运动技能的再激活与记忆巩固》。期刊分类栏注明:2000年10月13日收稿,2000年10月13日刊发。

斯蒂克戈尔德没有设计实验来研究俄罗斯方块。他研究的是睡眠——具体而言,是大脑在入睡后最初几分钟内如何处理新习得的技能。实验需要一种视觉运动任务,足够简单,让从未接触过的人可以在几小时内达到熟练;足够陌生,排除日常生活经验的干扰;足够结构化,让研究者可以量化受试者脑内的意象复现。

有人提议用俄罗斯方块。实验室里一个研究生从宿舍带来了一台任天堂Game Boy。

斯蒂克戈尔德在实验开始前自己试玩了四十分钟。他后来开车回家,等红灯时发现自己的右手拇指在方向盘上做顺时针旋转——那是Game Boy上旋转方块的操作。他意识到某种东西正在他的大脑皮层里自动运行,不需要他的意识许可。实验招募了十二名受试者,全部没有俄罗斯方块经验。

他们被要求在连续三天的下午和晚上累计玩七个小时。入睡前十五分钟停止游戏,然后进入睡眠实验室。电极贴附在头皮上测量脑电波,眼动追踪器记录快速眼动,对讲机另一端是值班的研究助理。唤醒时间点设在入睡后三十秒到三分钟之间。

这是意识开始模糊但尚未完全进入深度睡眠的阶段,传统上被心理学家称为“入睡前幻觉”(hypnagogic imagery)——大脑切换状态时产生的碎片化视觉意象。头两晚的报告内容平常:颜色斑点、几何形状、日常场景残片。

第三天晚上,五名受试者的报告出现了高度一致的意象。方块在下落。不是抽象记忆,而是带有色彩、方向和运动感的完整画面,仿佛头颅内部有一块屏幕,正在持续播放俄罗斯方块。

一名受试者描述自己能够看见整个矩阵,七种颜色的方块依次下落,她的大脑在自动计算每一块的落点。但她清楚地知道自己躺在实验室的床上,不是在玩游戏。斯蒂克戈尔德在论文中用了十七次“Tetris imagery”这个术语。

他的结论是:高度结构化的视觉运动任务在睡眠初期被大脑持续再激活,这与记忆巩固的标准模型完全吻合。论文主体讨论的是海马体与新皮质之间的信息传输机制。俄罗斯方块是工具,不是研究对象。但论文发表后,一个短语从认知心理学圈子的内部讨论中浮出水面,进入更广泛的学术话语,然后进入大众媒体,最终成为一个标准术语。“俄罗斯方块效应。”

2006年,牛津大学心理学系。艾米丽·霍姆斯在阅读斯蒂克戈尔德的研究时,注意到一个关键细节:俄罗斯方块意象在睡眠初期侵入大脑,恰恰发生在记忆巩固的窗口期。

如果这个窗口期同时也被用于巩固另一种记忆呢?比如创伤记忆。她的推理链条是:创伤后应激障碍(PTSD)的核心病理机制之一,是创伤事件在记忆巩固阶段被过度编码,形成高频率、高强度的侵入性回忆。如果视觉运动任务可以占据巩固窗口,那么创伤记忆的编码是否会被干扰?

霍姆斯设计了一个实验。她让受试者观看一段包含真实创伤场景的短片——车祸、手术、暴力袭击——然后分成三组。第一组在观看后安静休息,第二组玩俄罗斯方块,第三组完成其他类型的认知任务。随后一周内,受试者每天记录侵入性创伤记忆的次数。

结果发表在《PLOS ONE》上。论文标题措辞谨慎:《俄罗斯方块能否减少创伤后应激障碍的侵入性记忆?一项实验性研究》。结论措辞同样谨慎:“视觉空间认知任务可能在创伤记忆巩固窗口期内干扰其编码过程。”

但数据本身没有谨慎的余地:玩俄罗斯方块的小组,侵入性记忆数量显著低于其他两组。统计学上的显著性水平清晰无误。

三小时后,BBC新闻台播出了这条消息。二十四小时内,霍姆斯的实验室邮箱收到超过两千封邮件。退伍军人、交通事故幸存者、性侵受害者、世界各地的临床心理医生,都在问同一个问题:哪里可以下载俄罗斯方块?

2009年,蒙特利尔麦吉尔大学。神经科学家维罗尼克·博博特使用功能性核磁共振成像,对照研究了两组人:一组连续玩俄罗斯方块十二周,每天三十分钟;另一组从未玩过。

大脑扫描结果在两个区域显示了结构性差异。右半球额叶皮层——负责空间推理和决策——在俄罗斯方块组中出现了灰质密度增加。颞叶视觉运动区同样增厚。博博特在《神经科学》期刊上发表的论文指出,这种灰质增厚伴随功能连接效率的提高,表明高度结构化的视觉空间任务可以诱导成年人大脑的可塑性变化。

她随后在媒体采访中给出了一个更通俗的表述:俄罗斯方块让你的大脑变厚了,不是比喻,扫描上看得见。

这三项研究——斯蒂克戈尔德的睡眠记忆、霍姆斯的创伤干预、博博特的脑部可塑性——各自独立,但加在一起形成了一股合力。

媒体开始将俄罗斯方块重新叙述为一种“脑力训练”。这个标签不是Tetris Company发明的。它来自实验室数据,来自核磁共振成像上的亮区,来自创伤记忆实验中的p值。

但它彻底改变了这款游戏的文化位置。俄罗斯方块不再需要证明自己仍然好玩。它只需要证明自己仍然有用。

亨克·罗杰斯第一次读到霍姆斯的研究时,正在夏威夷家中。他后来在采访中回忆,当时的感觉是某种基础性的认知被重构了。他之前一直在处理商业授权问题——如何从EA Mobile手中收回权利,如何在手游时代为俄罗斯方块找到新的商业模式。

但霍姆斯的研究提示了一个完全不同的问题:这款游戏可能不是普通的娱乐产品,它可能是一种认知工具。而工具的商业逻辑与游戏的商业逻辑截然不同。罗杰斯和帕基特诺夫在2009年秋天的一次电话会议上讨论了这件事。

帕基特诺夫的态度明确:这些研究是严肃的,不是游戏公司的营销素材。他提醒罗杰斯,如果科学家正在证明俄罗斯方块可能是一种药物,那么权利持有者必须小心,不能把它包装成万灵药。罗杰斯同意。

但他也看到了另一面。如果俄罗斯方块确实有认知功能,那么Tetris Company有义务帮助科学家完成他们的工作——提供研究工具,而不是坐等别人用盗版。

2010年,Tetris Company正式设立了学术合作项目。这是一个非常规的授权框架:研究机构可以免费获取定制的俄罗斯方块研究版本,可以修改游戏参数以适应实验设计,可以发表任何研究结果——无论结果对俄罗斯方块有利还是不利。唯一的条件是,研究成果必须发表在经过同行评审的期刊上,且数据必须公开。

艾米丽·霍姆斯是第一个签署协议的研究者。她拿到的研究版本允许她精确控制方块下落速度、颜色、形状类型,以及关键的实验变量——在特定时间点插入创伤记忆唤醒刺激。

这个版本在商业上毫无价值,但它让霍姆斯的团队得以在2010年至2015年间完成了六项严格控制的临床试验。

2015年,一组瑞典研究人员在卡洛琳斯卡医学院使用了俄罗斯方块进行弱视治疗实验。他们让患有单眼弱视的儿童佩戴特殊眼镜——一眼看到游戏画面,另一眼只能看到模糊背景——每天玩一个小时俄罗斯方块。六周后,弱视眼的视力改善了平均一点五行。传统疗法需要至少六个月才能达到类似效果。

论文发表在《当代生物学》上。Tetris Company学术合作项目的主管在收到论文后,将其转发给罗杰斯。邮件正文只有一行字:它变成了医疗器械。

到2017年,学术合作项目已经与全球四十七所大学和研究机构签署了协议。研究范围从成瘾机制到认知衰老,从空间推理到注意力缺陷。俄罗斯方块出现在《神经影像》《大脑皮层》《心理科学》的页面上,同时也出现在《纽约时报》健康版和BBC的广播节目中。

但真正让俄罗斯方块站上科学合法性巅峰的,是2018年牛津大学的一项大规模临床试验。

艾米丽·霍姆斯和她的团队在牛津约翰·拉德克利夫医院的急诊室设立了研究站点。目标群体是刚刚经历交通事故的幸存者。他们在被送入急诊室后的六小时内,处于创伤记忆巩固的关键窗口期。研究人员随机分配患者:一组在常规治疗之外玩二十分钟俄罗斯方块,另一组只接受常规治疗。

研究设计的关键在于时间窗口的精确性。霍姆斯的理论是,创伤记忆不是瞬间固化的。它需要六到十个小时的巩固过程,在此期间,视觉空间认知任务可以干扰创伤图像的编码。如果患者在急诊室里玩俄罗斯方块——在等待缝合、X光、医生谈话的间隙——那么他们的大脑将在记忆巩固最关键的时刻被占用。

试验持续了两年,招募了七十一例患者。2018年3月,研究结果发表在《分子精神病学》期刊上。论文标题是《单次俄罗斯方块干预能否减少创伤后应激障碍的侵入性记忆?一项急诊室随机对照试验》。

数据明确:俄罗斯方块组的患者在接下来一周内,侵入性创伤记忆的数量比对照组平均降低了百分之六十二。

在三个月后和六个月后的随访中,俄罗斯方块组PTSD症状严重程度评分持续显著低于对照组。

BBC的报道标题是《俄罗斯方块:急诊室里的创伤治疗》。报道引用了霍姆斯的话:这不是在建议用游戏取代心理治疗,但这是目前最便宜、最易获取、最无副作用的创伤干预手段之一。它不需要医生,不需要处方,只需要一块屏幕。

《泰晤士报》的标题更直接:《为什么俄罗斯方块是最好的英国科学发明——即使它是一个苏联程序》。

亨克·罗杰斯在新闻发布当天接到了十七个电话。来自医院、军队、保险公司、一家硅谷初创公司。这家初创公司希望将俄罗斯方块整合进一个数字心理健康平台,愿意支付每年七位数的许可费。

罗杰斯没有立即回复任何一家。他坐在雅图办公室的会议桌前,面前摊开一份打印出来的《分子精神病学》论文。他读到的不是数据。他读到的是某种更深层的东西。

俄罗斯方块正在脱离他的控制。这不是权利意义上的失控。Tetris Company仍然拥有全球大多数市场的合法授权链。

这是文化意义上的失控。当一款游戏被定义为认知工具,被写入医学期刊,被BBC报道为“急诊室里的治疗手段”,它就不再仅仅是游戏。它进入了一个全新的分类体系:医疗器械、脑力训练、创伤干预。这些分类的规则不是由游戏公司制定的,而是由医生、科学家、监管机构和公共卫生官员制定的。

Tetris Company在过去的二十年里,一直是俄罗斯方块文化意义的唯一解释者。它通过授权策略控制着游戏的发布渠道、视觉风格、品牌形象。但现在,牛津大学和卡洛琳斯卡医学院的解释权正在超过它。

2019年,英国国家健康与护理卓越研究所开始评估将俄罗斯方块纳入PTSD早期干预方案的可行性。如果评估通过,意味着英国国家医疗服务体系将正式推荐俄罗斯方块作为一种干预手段。

这将是一个分水岭:一款电子游戏将成为公共卫生工具。但这也意味着,Tetris Company将无法再按照商业逻辑来运作这款游戏。公共卫生工具的价格、可及性、质量控制标准,与娱乐产品完全不同。

如果罗杰斯试图向NHS收取高额授权费,他会面临道德谴责和媒体风暴。如果他免费提供,他将削弱全球商业授权体系——其他买家会问:为什么我们要付费,而NHS免费?

2019年,Tetris Company内部出现了一场争论。一派主张将俄罗斯方块拆分为两个产品线:一个面向娱乐市场的商业版,一个面向学术和医疗的非商业版。另一派担心,这种拆分在法律上不可行。版权法不区分用途。一旦你授权某个机构免费使用,你很难阻止其他机构以公卫目的要求免费。

帕基特诺夫在这场争论中保持沉默。他在群发邮件中回复了一句话:我写这个程序的时候,没有想过它有一天会出现在急诊室里。我不知道该怎么定价。

这个沉默本身就说明了很多问题。帕基特诺夫在苏联科学院计算中心写下第一版俄罗斯方块时,只是一个拿着月薪的程序员,写的程序属于国家。他不拥有它,也从未想过要拥有它。三十四年后,他发现自己仍然在处理相同的问题。这个方块应该属于谁?它应该被如何使用?谁有权决定它的意义?

斯蒂克戈尔德的睡眠实验室位于波士顿贝斯以色列女执事医疗中心的地下二层。走廊尽头是一间没有窗户的房间,墙壁覆盖着隔音泡沫,日光灯管发出恒定的嗡鸣声。十二名受试者依次进入这间房间,每人身上贴着六枚电极——两枚监测眼动,四枚测量脑电波。

实验流程制定得极其精确:受试者必须在下午两点到五点之间完成第一个游戏时段,晚上七点到十点完成第二个。入睡前十五分钟,他们被要求放下Game Boy,躺到床上,闭眼。

对讲机里传来值班助理的声音:现在请尽量放松。如果开始出现任何图像或画面,请立即描述。房间里的红外摄像机记录下每一个细节:快速眼动的频率、手指的微动、额肌的肌电信号。

斯蒂克戈尔德在控制室通过单向玻璃观察。他的研究助理坐在三台显示器前,一台显示脑电波,一台显示眼动轨迹,一台显示实时视频。

唤醒命令在入睡后三十秒至三分钟之间发出。助理通过对讲机呼叫受试者的名字,声音轻而坚定。然后立刻提问:你刚才看到了什么?任何图像,任何碎片,无论多么模糊,请描述。

头两晚的报告内容交织着日常生活的残片。一名受试者描述自己看见了超市货架上的麦片盒,颜色清晰但品牌名模糊。另一名描述了母亲的厨房,但不是真实的厨房,而是某种漂移的版本——灶台出现在错误的位置,窗户开错了方向。

这些描述符合入睡前幻觉的经典文献:大脑在切换状态时,从海马体中提取近期记忆碎片,以非逻辑的方式拼接。斯蒂克戈尔德的实验笔记里,头两晚的记录被标注为“正常基线”。

第三天晚上,轮值助理是琳·卡希尔,一名博士研究生。她在凌晨两点十七分唤醒第五名受试者——一名二十四岁的女性,白天在哈佛广场的咖啡馆打工,之前从未玩过俄罗斯方块。

卡希尔在录音记录中写道:受试者睁开眼,在黑暗中笑了一声。她描述自己看见了方块下落,不是模糊的印象,而是完整的、带有色彩的序列。

她看见七种颜色,看见方块旋转,看见矩阵底层堆积。她甚至能感受到一种轻微的焦虑,来自方块落点不对形成的空缺。她补充说,这不是她在回忆游戏画面,而是画面正在发生,她的大脑在自动继续游戏。

卡希尔标注了录音时间戳,然后写下:明显是Tetris imagery,与Stickgold博士的自我报告高度一致。

斯蒂克戈尔德在第二天早晨听取了录音回放。他在笔记中写道:这个案例表明,视觉运动任务在睡眠初期的再激活,不仅出现在主动执行任务者的脑内,也在被动观察者(即睡眠者)的脑内持续进行,且不受意识控制。这意味着再激活过程是自动的、非意志的。论文最终在《科学》杂志上发表,标题《睡眠中视觉运动技能的再激活与记忆巩固》。论文摘要的第三段末尾,斯蒂克戈尔德写下了一句后来被广泛引用的话:这些发现支持了睡眠初期海马体-新皮质复述在程序性记忆巩固中的因果作用,而俄罗斯方块提供了一种理想的实验范式。这句话在学术圈内引发了连锁反应。认知心理学家们开始致信斯蒂克戈尔德,询问实验范式的细节。他们中的一些人正在研究创伤记忆,一些人研究成瘾机制,一些人研究认知衰老。每一封信都问了一个类似的问题:你的实验能否重复?工具是否可靠?范式是否可以迁移?

2006年,艾米丽·霍姆斯坐在牛津大学心理学系的办公室里,面前摊开的是斯蒂克戈尔德2000年论文的复印件。她不是在寻找治疗创伤的方法。她当时的研究课题是“侵入性记忆”——那些不请自来、反复闪回、令人痛苦的心理图像。PTSD患者的核心症状之一,就是这种侵入性记忆。霍姆斯在一个周四下午开始阅读斯蒂克戈尔德论文的第三页。她的目光停在“入睡前幻觉”和“再激活”这两个术语上,然后自己动手画了一张时间线。她在笔记本上写道:如果创伤事件的记忆巩固发生在事件之后的六到十小时内,而睡眠初期的视觉运动再激活可以占据相同的神经回路,那么理论上,在巩固窗口期内引入视觉运动任务,是否可以减少创伤记忆的编码强度?这个推理在逻辑上无懈可击。但要从逻辑走到实验,她需要证明三个前提。第一,创伤记忆的巩固确实存在一个时间窗口。第二,视觉运动任务确实可以占据这个窗口。第三,这种占据确实会导致创伤记忆编码减弱。第一个前提已经有大量文献支持。第二个前提,斯蒂克戈尔德的论文提供了直接证据。第三个前提,没有人验证过。

霍姆斯设计的实验简单而优雅。她招募了四十名健康受试者,让他们观看一段十二分钟的影片,内容包含真实的交通事故、手术场景和暴力袭击。影片由英国交通部和一家医院联合提供,伦理审查委员会批准了使用。观看之后,受试者被随机分成三组。第一组在安静的房间里休息三十分钟。第二组玩俄罗斯方块三十分钟。第三组完成一个语言类认知任务——填字游戏。霍姆斯的假设是,只有视觉空间认知任务才能干扰创伤图像的编码,语言类任务则不能。接下来的一周,受试者每天记录侵入性记忆的次数。他们被要求打开一个日记本,每当影片中的画面不受控制地闯入脑海,就立刻记录时间和内容。七天后,霍姆斯收集了日记本,输入数据,打开统计软件。结果是:俄罗斯方块组平均每人报告了四点三次侵入性记忆。休息组平均十四点二次。填字游戏组平均十三点八次。三组之间的差异在统计学上显著。俄罗斯方块组的侵入性记忆数量比对照组降低了百分之六十二。这个数字与十一年后牛津急诊室试验的数据惊人地一致。

霍姆斯在2009年发表的论文中,没有使用“治疗”这个词。她用的是“干扰”。她写道:视觉空间认知任务可能在创伤记忆巩固窗口期内干扰其编码过程。但数据本身讲述了一个更直接的故事。俄罗斯方块可能在创伤记忆固化之前,就把它打散了。

2006年至2009年间,霍姆斯的团队完成了三项后续实验。他们改变了时间窗口——分别在创伤事件后四小时、八小时和十二小时引入俄罗斯方块。结果发现,最佳的干扰窗口是事件后六小时内。超过十二小时,干扰效果显著衰减。这与睡眠记忆巩固理论完全吻合:创伤记忆的初次编码大约在六到十小时内完成,而睡眠初期的再激活是记忆巩固的关键步骤。如果视觉运动任务在编码完成之前介入,创伤图像就无法被充分写入皮层。霍姆斯的实验被翻译成了一种更通俗的叙事:玩俄罗斯方块可以忘记创伤。这个概括在科学上不精确,但在传播上极其有效。它连接起了两个完全不同的文化领域:一个是关于PTSD的临床心理学,一个是关于俄罗斯方块的游戏文化。在2009年之前,这两个领域没有任何交集。在2009年之后,它们被锁在了一起。

2010年,Tetris Company学术合作项目启动。这个项目的运作方式与传统游戏授权截然不同。传统授权是一条单向管道:游戏公司向硬件厂商或发行商收取版税,授予其使用知识产权。学术合作项目将其倒转过来。研究机构向Tetris Company申请授权,但不需要支付任何费用。他们获得的是一个特殊的软件包——俄罗斯方块研究版。这个版本没有商业游戏的界面设计。没有音乐,没有关卡选择,没有得分排行榜。它只有一块可调节的矩阵,以及一套完整的参数控制面板。研究者可以设定方块下落速度的精确值,从每格零点一秒到每格十秒。可以设定七种方块的出现概率——包括全部相同、全部不同、或按特定序列排列。可以设定旋转机制——允许或禁止顺时针旋转,允许或禁止逆时针旋转,允许或禁止两次旋转之间的间隔。可以设定颜色对比度——从标准七色到单一灰度,以适应色盲受试者或特定实验设计。最关键的是,研究版本允许在游戏过程中插入刺激。研究者可以在方块下落十秒后、二十秒后、五十秒后,自动触发图像、声音或文字,然后将受试者的反应数据与游戏操作数据同步记录。这个版本无法在应用商店上架。它没有商业价值。但它是科学仪器。

霍姆斯是第一个签署协议的研究者。她拿到研究版本后,在两周内完成了参数校准。

2018年牛津试验的深层含义,不是俄罗斯方块变得“有用”了。而是它的用途已经超出了游戏公司能够定义的范围。2020年,新冠疫情爆发。在居家隔离期间,俄罗斯方块的下载量再次飙升。但这一次,增长最快的不是青少年用户,而是四十岁以上的成年人。应用商店的评论里,用户写道,医生推荐我玩这个来缓解焦虑。它帮助我入睡。我做了手术之后在医院里玩,护士说这能预防创伤。这些评论无人策划。它们来自真实的用户,许多人从未听说过“俄罗斯方块效应”这个术语。但他们正在经历它。罗杰斯在2020年秋天的一次在线会议上,对授权合作伙伴说了一段话:我们最初以为我们拥有的是一款游戏。后来以为是一个品牌。现在我们正在发现,我们可能拥有一种认知工具。问题是,我们不知道如何管理一个认知工具。没有人教过我们。在场无人回答。

一个诞生于苏联计划经济、没有作者、没有专利、没有市场概念的方块,在资本主义的版权战争、商业谈判和全球化浪潮中一路前行,最终在神经科学的实验室里找到了一种古老的合法性。它对人脑有用。但“有用”的定义权,从来不在帕基特诺夫和罗杰斯手里。它属于医生、科学家、公共卫生官员,以及那些在急诊室中递给患者一台iPad的护士。方块在政府办公桌上,在律师的诉讼文件里,在任天堂的卡带里,在EA Mobile的服务器上,在牛津大学的核磁共振扫描仪里。它没有主人。它从来就没有。