PERSPECTIVEpublished: 24 July 2015d

PERSPECTIVE
published: 24 July 2015
doi: 10.3389/fpsyg.2015.01056
Edited by:
Howard T. Everson,
City University of New York, USA
Reviewed by:
Alys Jordan,
University of Alaska Fairbanks, USA
Barbara Colombo,
Catholic University of the Sacred
Heart, Italy
Bruce D. Homer,
The Graduate Center, CUNY, USA
*Correspondence:
Patrick Fissler,
Institute of Psychology and Education,
Clinical and Biological Psychology,
Ulm University, Albert-Einstein-Allee
47, 89081 Ulm, Germany
[e-mail]
Specialty section:
This article was submitted to
Educational Psychology,
a section of the journal
Frontiers in Psychology
Received: 04 March 2015
Accepted: 10 July 2015
Published: 24 July 2015
Citation:
Fissler P, Kolassa I-T and Schrader C
(2015) Educational games for brain
health: revealing their unexplored
potential through a neurocognitive
approach.
Front. Psychol. 6:1056.
doi: 10.3389/fpsyg.2015.01056
Educational games for brain health:
revealing their unexplored potential
through a neurocognitive approach
Patrick Fissler 1*, Iris-Tatjana Kolassa 1 and Claudia Schrader 2
1 Institute of Psychology and Education, Clinical and Biological Psychology, Ulm University, Ulm, Germany, 2 Institute of
Psychology and Education, Serious Games, Ulm University, Ulm, Germany
Educational games link the motivational nature of games with learning of knowledge and
skills. Here, we go beyond effects on these learning outcomes. We review two lines
of evidence which indicate the currently unexplored potential of educational games to
promote brain health: First, gaming with specific neurocognitive demands (e.g., executive
control), and second, educational learning experiences (e.g., studying foreign languages)
improve brain health markers. These markers include cognitive ability, brain function, and
brain structure. As educational games allow the combination of specific neurocognitive
demands with educational learning experiences, they seem to be optimally suited for
promoting brain health. We propose a neurocognitive approach to reveal this unexplored
potential of educational games in future research.
Keywords: educational games, serious games, brain health, gaming, education, cognitive ability, brain function,
brain structure
The Power of Educational Games
Playing games is one of the most popular leisure activities. For example, 59% of Americans play
video games (Entertainment Software Association, 2014). In contrast to watching a video or reading
a book, video games afford interactive exploration and challenge due to user control, competition,
levels of difficulty, and reward (Malone, 1981; Lucas and Sherry, 2004). These design characteristics
are essential for player’s motivation in games (Sweetser and Wyeth, 2005).
Educational games aim to use this motivational quality of games for educationally relevant learning
purposes (knowledge and skill acquisition). They are a branch of serious games which are defined as
“games that do not have entertainment, enjoyment or fun as their primary purpose” (Michael and
Chen, 2006, p. 21). Domains of learning include history, engineering, biology, math, and language
(Young et al., 2012; Wouters et al., 2013). For example, Re-mission aims to improve cancer-related
knowledge (Beale et al., 2007) and Twelve a Dozen1 teaches mathematical operations. The number
of these games increased exponentially since the 1990s in industry and in research (Laamarti et al.,
2014). A recent meta-analysis by Wouters et al. (2013) investigated the effectiveness of educational
games in terms of learning. It included 77 studies with more than 5,500 participants and found
that the games induced even more knowledge and skill acquisition than conventional instruction
methods.
In this perspective article, however, we go beyond educational games’ effects on learning of
knowledge and skills (i.e., plasticity of representations, cf. Craik and Bialystok, 2006; Lövdén et al.,
2010). We review research which suggests the currently unexplored potential of educational games
1http://www.bossastudios.com/games/twelve/
Frontiers in Psychology | www.frontiersin.org 1 July 2015 | Volume 6 | Article 1056
Fissler etal. Changing brainsthrougheducationalgames
FIGURE 1| A neurocognitiveapproachtorevealtheunexploredpotential
of educationalgamesforbrainhealth. In atwo-stepapproach,acognitive
task analysisofeducationalgamesisfollowedbytheirvalidationthrough
objective methods.Thissecondstepconsistsofabehavioralanalysisto
determine theassociationbetweengameperformanceandneuropsychological
test performanceand/orabrainimagingapproachtodeterminetherecruited
neuronalnetworksfortaskcompletion.Basedonthisapproach,appropriate
educational gamescanbeselectedtoenablerandomizedcontrolledclinical
trials thatassesstheefficacyofeducationalgamestoimprovebrainhealth
markers includingcognitiveability,brainfunction,andbrainstructure.
forbrainhealth(i.e.,plasticityofprocesses,cf. CraikandBialystok,
2006; Lövdénetal., 2010) andproposeaneurocognitiveapproach
torevealthispotential.
First,webrieflyreviewevidenceforthebeneficialeffectof
gameswithspecificneurocognitivedemandsonbrainhealth.
Second,wedepictthepositiveimpactofeducationallyrelevant
learningexperiencesonbrainhealth.Educationalgamesenable
bothspecificneurocognitivedemandsandeducationallearning
experience.However,toourknowledge,therearecurrentlyno
studiesexploringtheirpotentialforbrainhealth.Hence,inthe
lastsection,weproposeatwo-stepneurocognitiveapproachto
identifyappropriateeducationalgamesthatshouldberigorously
testedinrandomizedcontrolledclinicaltrials(see Figure1).
Gaming withSpecificNeurocognitive
Demands PromotesBrainHealth
Thesupply-demandmismatchmodelofcognitiveplasticity
assumesthatneurocognitivedemandswhicharegreaterthanthe
brain’sfunctionalsupplyinducebeneficialneuroplasticchanges
(Lövdénetal., 2010). Itisassumedthatthissupply-demand
mismatchneedstobeprolonged(atleastmorethanseveralhours
forsmalleffectsizes)toovercometheinertiaandsluggishness
ofplasticity(Lövdénetal., 2010). Gamescanposeprolonged
neurocognitivedemandsonworkingmemory,perceptualspeed,
andepisodicmemory(Baniquedetal., 2013). Thus,gamesmight
inducerespectiveneurocognitivebenefits.Forexample,games
thatheavilytapexecutivecontrolprocessessuchasworking
memoryarethoughttoinducepositiveplasticchangesinthese
cognitiveprocessesandtheirunderlyingprefrontalnetwork.Such
changesmayrangefrommoreefficientbrainfunction(Bavelier
et al., 2012; Angueraetal., 2013) tobenefitsinbrainstructuresuch
asincreasesingraymattervolume(Kühnetal., 2013), cortical
thickness(Kühnetal., 2014), andneurotransmitterreceptors
(McNabetal., 2009).
Currentadvancesingamingresearchsupportthesupply-
demandmismatchmodel(see Powersetal., 2013; Bisoglio
et al., 2014 forameta-analysisandareview).Cognitively
demandingdigitalgamesaswellasnon-digitalboardandcard
Frontiers in Psychology | www.frontiersin.org 2 July 2015 | Volume 6 | Article 1056
Fissler etal. Changing brainsthrougheducationalgames
gamesimprovedcognitiveabilities(Chengetal., 2013; Fissler
et al., 2013; Powersetal., 2013). Thesegaming-inducedbenefits
comprisedlower-orderabilitiessuchasvisualperception(Green
andBavelier, 2012) andhigher-orderabilitiessuchasselective
visualattention(GreenandBavelier, 2003), switchingability
(Basaketal., 2008; Greenetal., 2012; Strobachetal., 2012),
sustainedattention(Angueraetal., 2013), short-termandworking
memory(Basaketal., 2008; Angueraetal., 2013; Chengetal.,
2013), executivecontrol(Fissleretal., 2013), reasoning,and
spatialabilities(Fengetal., 2007; Shuteetal., 2015).
Forexample,astudyby Shuteetal. (2015) showedthat
a commercialoff-the-shelfgamecalled Portal2 withprocess-
specificdemandsonspatialreasoningimprovedcognitiveabilities
evenmorethananintentionally-designedcognitivetraining
program(i.e.,repeatedpracticeofstandardizedcognitivetask
paradigmsforspecificcognitiveabilitieswithadaptingdifficulty
levels, GatesandValenzuela, 2010). Incontrasttoparticipants
followingthecognitivetrainingprogram, Portal2 players
improvedmoreinperformanceonnon-trainedproblemsolving
andspatialabilitytests.Furthermore,playingthevideogamewas
moreenjoyablethanthecognitivetrainingprogram(Shuteetal.,
2015).
Recentstudiesprovidefirstinsightsintotheneuronal
underpinningofgame-inducedcognitivebenefits.Theyrange
fromplasticchangesinbrainstructuretobrainfunction. Kühn
et al. (2013) foundthatplaying SuperMario64 increasedgray
matteroftherighthippocampalformationanddorsolateral
prefrontalcortexaswellasofthecerebellumbilaterally.These
brainareasareknowntoplayanessentialroleinspatial
memory,executivefunction,andfine-tunedmotorskills.
Usingelectrophysiologicalmethods, Angueraetal. (2013)
demonstratedfunctionalbrainbenefitsintheprefrontal
cognitivecontrolsystemthroughadual-taskdrivinggamecalled
NeuroRacer. Importantly,non-trainedneuropsychologicaltest
performanceimprovedthroughtrainingandthesegainswere
positivelyassociatedwiththeneurofunctionalchanges.
Theseexperimentalfindingsarebackedbyobservational
studiesontheassociationofgamingwithbrainhealthmarkers.
Frequentplayersofboardgames,incontrasttorareplayers,
showedareducedcognitivedeclineandincidenceofdementia
(Vergheseetal., 2003; Dartiguesetal., 2013). Bavelieretal.
(2012) investigatedassociationsofbrainfunctionwithgaming
experience.Frequentgamers,incontrasttonon-gamers,showed
reducedneuronalrecruitmentofthefronto-parietalnetworkin
attentionallychallengingtaskswhichindicatesmoreefficient
attentionalprocessing.Finally,associationsofgamingwithbrain
structurewererecentlyrevealed.Thedurationofvideogaming
(hoursperweek)waspositivelyassociatedwithleftprefrontal
corticalthickness(Kühnetal., 2014). Thenumberofyears
spentvideogamingwaspositivelyrelatedtoentorhinalcortex,
hippocampal,andoccipitalgraymattervolume(Kühnand
Gallinat, 2014).
Insum,theserecentadvancesingamingresearchemphasize
thepotentialofcognitivelychallenginggamestoimprovedifferent
markersofbrainhealthrangingfromcognitiveability,brain
function,andbrainstructuretoincidenceofdementia.In
thefollowing,wewilloutlineth

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

มุมมองเผยแพร่: 24 2015 กรกฎาคมดอย: 10.3389/fpsyg.2015.01056แก้ไขโดย:Howard ต. Eversonเมืองมหาวิทยาลัยนิวยอร์ก สหรัฐอเมริกาตรวจทานโดย:Alys Jordanมหาวิทยาลัยอะแลสกาแฟร์แบงค์ สหรัฐอเมริกาบาร์บาร่าโคลอมโบคาทอลิกของศักดิ์สิทธิ์หัวใจ อิตาลีบรูซ D. โฮเมอร์บัณฑิตเซ็นเตอร์ CUNY สหรัฐอเมริกา* ติดต่อ:Patrick Fisslerสถาบันจิตวิทยาและการศึกษาจิตวิทยาคลินิก และชีวภาพมหาวิทยาลัย Ulm ห้องอัลเบิร์ตไอน์สไตน์47, 89081 Ulm เยอรมนี[e-mail]หัวข้อพิเศษ:บทความนี้ถูกส่งไปยังจิตวิทยาการศึกษาส่วนของสมุดรายวันขอบเขตในด้านจิตวิทยารับ: 04 2015 มีนาคมยอมรับ: 10 2015 กรกฎาคมตีพิมพ์เมื่อ: 24 2015 กรกฎาคมอ้างอิง:P Fissler, Kolassa ผม-T และ Schrader Cเกมการศึกษา (2015) ในสมองสุขภาพ: ให้เปิดเผยข้อมูลของพวกเขา unexploredศักยภาพผ่านการ neurocognitiveแนวทางการหน้า Psychol. 6:1056ดอย: 10.3389/fpsyg.2015.01056เกมการศึกษาเพื่อสุขภาพสมอง:เผยให้เห็นศักยภาพของพวกเขา unexploredโดยใช้วิธี neurocognitivePatrick Fissler 1 *, ไอริส Tatjana Kolassa 1 และคลาวเดีย Schrader 2จิตวิทยา และการศึกษา จิตวิทยาคลินิก และชีวภาพ มหาวิทยาลัย Ulm, Ulm เยอรมนี สถาบัน 2 สถาบัน 1จิตวิทยา และการศึกษา เกมส์รุนแรง มหาวิทยาลัย Ulm, Ulm เยอรมนีเกมการศึกษาเชื่อมโยงธรรมชาติหัดเกมกับเรียนรู้ความรู้ และทักษะการ ที่นี่ เราไปนอกเหนือจากผลกระทบเหล่านี้ผลลัพธ์การเรียนรู้ เราตรวจทานบรรทัดสองบรรทัดหลักฐาน ที่บ่งชี้ศักยภาพในปัจจุบัน unexplored ของเกมการศึกษาเพื่อสมองสุขภาพ: ครั้งแรก การเล่นเกมกับความต้องการเฉพาะ neurocognitive (เช่น ผู้บริหารควบคุม), และสอง ศึกษาเรียนรู้ประสบการณ์ (เช่น เรียนภาษาต่างประเทศ)ปรับปรุงเครื่องหมายสุขภาพสมอง เครื่องหมายเหล่านี้รวมถึงความสามารถในการรับรู้ ฟังก์ชันสมอง และโครงสร้างสมอง เป็นเกมการศึกษาช่วยให้การรวมกันของ neurocognitive เฉพาะต้องการศึกษาเรียนรู้ประสบการณ์ พวกเขาดูเหมือนจะได้อย่างเหมาะสมเหมาะสำหรับส่งเสริมสุขภาพสมอง เราเสนอวิธี neurocognitive เฉลยนี้บรรยากาศเงียบสงบทั้งศักยภาพของศึกษาเกมการวิจัยในอนาคตคำสำคัญ: ศึกษา รุนแรงเกม สุขภาพสมอง เล่นเกม การศึกษา ความสามารถในการรับรู้ ฟังก์ชันสมองโครงสร้างสมองพลังงานของเกมการศึกษาเล่นเกมเป็นกิจกรรมที่นิยมมากที่สุดอย่างใดอย่างหนึ่ง ตัวอย่าง เล่น 59% ของชาวอเมริกันวิดีโอเกม (บันเทิงสมาคมซอฟต์แวร์ 2014) ตรงข้ามดูวิดีโอ หรือการอ่านหนังสือ วิดีโอเกมสามารถโต้ตอบสำรวจและท้าทายเนื่องจากผู้ควบคุม แข่งขันระดับของความยากลำบาก และรางวัล (โลน 1981 Lucas และเชอร์รี่ 2004) ลักษณะเหล่านี้ออกเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแรงจูงใจของผู้เล่นในเกม (Sweetser และไวเอต 2005)เกมการศึกษาจุดมุ่งหมายการใช้คุณภาพเกมนี้หัดเรียน educationally ที่เกี่ยวข้องวัตถุประสงค์ (ซื้อความรู้และทักษะ) เป็นสาขาของเกมอย่างจริงจังซึ่งได้แก่"เกมที่ไม่มีความบันเทิง ความเพลิดเพลิน หรือสนุกสนานเป็นวัตถุประสงค์หลักของ" (Michael และเฉิน ปี 2006, p. 21) โดเมนของการเรียนรู้รวมถึงประวัติศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ ชีววิทยา คณิตศาสตร์ และภาษา(หนุ่มร้อยเอ็ด al., 2012 Wouters et al., 2013) ตัวอย่าง มิชชั่นใหม่มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงที่เกี่ยวข้องกับโรคมะเร็งความรู้ (Beale et al., 2007) และ Twelve Dozen1 สอนดำเนินการทางคณิตศาสตร์ หมายเลขเกมเหล่านี้เพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณเมื่อตั้งแต่ปี 1990 ในอุตสาหกรรม และ ในงานวิจัย (Laamarti et al.,2014) . ประสิทธิผลของการศึกษาการตรวจสอบล่าสุด meta-analysis โดย Wouters et al. (2013)เกมในการเรียนรู้ มันรวมศึกษา 77 กับผู้เข้าร่วมกว่า 5500 และพบว่า เกมที่เกิดจากการซื้อความรู้และทักษะที่ยิ่งกว่าคำแนะนำทั่วไปวิธีในบทความมุมมองนี้ อย่างไรก็ตาม เราไปไกลกว่าผลของเกมการศึกษาเรียนรู้ของความรู้และทักษะ (เช่น plasticity แทน cf. Craik และ Bialystok, 2006 Lövdén et al.,2010) ทบทวนงานวิจัยที่แนะนำ unexplored ในปัจจุบันศักยภาพของเกมการศึกษา1 http://www.bossastudios.com/games/twelve/ขอบเขตในด้านจิตวิทยา | www.frontiersin.org 1 2015 กรกฎาคม | ปริมาตร 6 | บทความที่ 1056Fissler etal เปลี่ยน brainsthrougheducationalgamesรูป 1| Neurocognitiveapproachtorevealtheunexploredpotential การของ educationalgamesforbrainhealth ใน atwo-stepapproach, acognitiveงาน analysisofeducationalgamesisfollowedbytheirvalidationthroughวัตถุประสงค์วิธีการ Thissecondstepconsistsofabehavioralanalysistoตรวจสอบ theassociationbetweengameperformanceandneuropsychologicalทดสอบ performanceand/orabrainimagingapproachtodeterminetherecruitedneuronalnetworksfortaskcompletion Basedonthisapproach ที่เหมาะสมgamescanbeselectedtoenablerandomizedcontrolledclinical ศึกษาthatassesstheefficacyofeducationalgamestoimprovebrainhealth ทดลองเครื่องหมาย includingcognitiveability, brainfunction, andbrainstructureforbrainhealth (i.e.,plasticityofprocesses, CraikandBialystok, cf.ปี 2006 Lövdénetal. 2010) andproposeaneurocognitiveapproachtorevealthispotentialแรก webrieflyreviewevidenceforthebeneficialeffectofgameswithspecificneurocognitivedemandsonbrainhealth2, wedepictthepositiveimpactofeducationallyrelevantlearningexperiencesonbrainhealth Educationalgamesenablebothspecificneurocognitivedemandsandeducationallearningประสบการณ์ อย่างไรก็ตาม toourknowledge, therearecurrentlynostudiesexploringtheirpotentialforbrainhealth ดังนั้น ในการlastsection, weproposeatwo-stepneurocognitiveapproachtoidentifyappropriateeducationalgamesthatshouldberigorouslytestedinrandomizedcontrolledclinicaltrials (ดู Figure1)เล่นเกม withSpecificNeurocognitivePromotesBrainHealth ความต้องการThesupply-demandmismatchmodelofcognitiveplasticityassumesthatneurocognitivedemandswhicharegreaterthanthebrain'sfunctionalsupplyinducebeneficialneuroplasticchanges(Lövdénetal. 2010) Itisassumedthatthissupply-ความต้องการmismatchneedstobeprolonged (atleastmorethanseveralhourstoovercometheinertiaandsluggishness forsmalleffectsizes)ofplasticity (Lövdénetal. 2010) Gamescanposeprolongedneurocognitivedemandsonworkingmemory, perceptualspeedandepisodicmemory (Baniquedetal. 2013) ดังนั้น gamesmightinducerespectiveneurocognitivebenefits Forexample เกมthatheavilytapexecutivecontrolprocessessuchasworkingmemoryarethoughttoinducepositiveplasticchangesinthesecognitiveprocessesandtheirunderlyingprefrontalnetwork ดังกล่าวchangesmayrangefrommoreefficientbrainfunction (Bavelierร้อยเอ็ด al., 2012 , Angueraetal. 2013) tobenefitsinbrainstructuresuchasincreasesingraymattervolume (Kühnetal. 2013), เนื้อแน่นความหนา (Kühnetal. 2014), andneurotransmitterreceptors(McNabetal. 2009)Currentadvancesingamingresearchsupportthesupply-demandmismatchmodel (ดู Powersetal. 2013 Bisoglioร้อยเอ็ด al., 2014 forameta-analysisandareview) Cognitivelydemandingdigitalgamesaswellasnon-digitalboardandcardขอบเขตในด้านจิตวิทยา | www.frontiersin.org 2 2015 กรกฎาคม | ปริมาตร 6 | บทความที่ 1056Fissler etal เปลี่ยน brainsthrougheducationalgamesgamesimprovedcognitiveabilities (Chengetal. 2013 Fisslerร้อยเอ็ด al., 2013 Powersetal., 2013) Thesegaming-inducedbenefitscomprisedlower-orderabilitiessuchasvisualperception (สีเขียวandBavelier, 2012) andhigher-orderabilitiessuchasselectivevisualattention (GreenandBavelier, 2003), switchingability(Basaketal. 2008 Greenetal. 2012 Strobachetal. 2012)sustainedattention (Angueraetal. 2013), สั้น-termandworkingหน่วยความจำ (Basaketal, 2008 Angueraetal. 2013 Chengetal.,2013), executivecontrol (Fissleretal. 2013), ด้าน และspatialabilities (Fengetal. 2007 Shuteetal., 2015)Forexample, astudyby Shuteetal showedthat (2015)commercialoff-เดอะ shelfgamecalled Portal2 withprocess-specificdemandsonspatialreasoningimprovedcognitiveabilitiesevenmorethananintentionally-designedcognitivetrainingโปรแกรม (i.e.,repeatedpracticeofstandardizedcognitivetaskparadigmsforspecificcognitiveabilitieswithadaptingdifficultyระดับ GatesandValenzuela, 2010) Incontrasttoparticipantsfollowingthecognitivetrainingprogram, Portal2 เครื่องเล่นimprovedmoreinperformanceonnon-trainedproblemsolvingandspatialabilitytests นอกจากนี้ playingthevideogamewasmoreenjoyablethanthecognitivetrainingprogram(Shuteetal.,2015)Recentstudiesprovidefirstinsightsintotheneuronalunderpinningofgame-inducedcognitivebenefits Theyrangefromplasticchangesinbrainstructuretobrainfunction Kühnincreasedgray foundthatplaying SuperMario64 et al. (2013)matteroftherighthippocampalformationanddorsolateralprefrontalcortexaswellasofthecerebellumbilaterally เหล่านี้brainareasareknowntoplayanessentialroleinspatialหน่วยความจำ executivefunction, andfine-tunedmotorskillsUsingelectrophysiologicalmethods, Angueraetal (2013)demonstratedfunctionalbrainbenefitsintheprefrontalcognitivecontrolsystemthroughadual-taskdrivinggamecalledNeuroRacer สำคัญ ไม่มี-trainedneuropsychologicaltestperformanceimprovedthroughtrainingandthesegainswerepositivelyassociatedwiththeneurofunctionalchangesTheseexperimentalfindingsarebackedbyobservationalstudiesontheassociationofgamingwithbrainhealthmarkersFrequentplayersofboardgames, incontrasttorareplayersshowedareducedcognitivedeclineandincidenceofdementia(Vergheseetal. 2003 Dartiguesetal., 2013) Bavelieretalinvestigatedassociationsofbrainfunctionwithgaming (2012)ประสบการณ์ Frequentgamers เกม incontrasttonon พบreducedneuronalrecruitmentofthefronto-parietalnetworkinattentionallychallengingtaskswhichindicatesmoreefficientattentionalprocessing ในที่สุด associationsofgamingwithbrainstructurewererecentlyrevealed Thedurationofvideogamingwaspositivelyassociatedwithleftprefrontal (hoursperweek)corticalthickness (Kühnetal. 2014) Thenumberofyearsspentvideogamingwaspositivelyrelatedtoentorhinalcortexhippocampal, andoccipitalgraymattervolume (KühnandGallinat, 2014)Insum, theserecentadvancesingamingresearchemphasizethepotentialofcognitivelychallenginggamestoimprovedifferentmarkersofbrainhealthrangingfromcognitiveability สมองฟังก์ชัน andbrainstructuretoincidenceofdementia ในthefollowing, wewilloutlineth

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

มุมมองของการตีพิมพ์: 24 กรกฎาคม 2015 ดอย: 10.3389 / fpsyg.2015.01056 เรียบเรียงข้อมูลโดย: ฮาวเวิร์ดตันเว่อเมืองมหาวิทยาลัยนิวยอร์กสหรัฐอเมริกาสอบทานโดย: Alys จอร์แดนมหาวิทยาลัยอลาสกาแฟร์แบงค์, สหรัฐอเมริกาบาร์บาร่าโคลัมโบมหาวิทยาลัยคาทอลิกแห่งศาสนาหัวใจอิตาลีบรูซงโฮเมอร์บัณฑิตศูนย์CUNY สหรัฐอเมริกา* สารบรรณ: แพทริค FISSLER, สถาบันจิตวิทยาและการศึกษาทางคลินิกและจิตวิทยาชีววิทยาUlm มหาวิทยาลัยอัลเบิร์-Einstein-Allee 47, 89,081 เฮิสต์เยอรมนีpatrick.fissler@uni- ulm.de ส่วนความชำนาญพิเศษ: บทความนี้ถูกส่งไปศึกษาจิตวิทยาของวารสารพรมแดนในด้านจิตวิทยาที่ได้รับ: 4 มีนาคม 2015 ได้รับการยอมรับ: 10 กรกฎาคม 2015 เผยแพร่: 24 กรกฎาคม 2015 อ้างอิง: FISSLER P, Kolassa ไอทีและ Schrader C (2015) เกมการศึกษาสำหรับสมองสุขภาพ: การสำรวจเผยให้เห็นของพวกเขาที่มีศักยภาพผ่าน neurocognitive วิธี. ด้านหน้า Psychol 6:. 1056 ดอย: 10.3389 / fpsyg.2015.01056 เกมการศึกษาเพื่อสุขภาพสมอง: เผยให้เห็นศักยภาพการสำรวจของพวกเขาผ่านวิธีการ neurocognitive แพทริค FISSLER 1 * Iris-Tatjana Kolassa ที่ 1 และคลอเดีย Schrader 2 1 สถาบันจิตวิทยาและการศึกษาจิตวิทยาคลินิกและทางชีวภาพ เฮิสต์มหาวิทยาลัย Ulm, เยอรมนี, 2 สถาบันจิตวิทยาและการศึกษา, เกมรุนแรง, Ulm มหาวิทยาลัยเฮิสต์เยอรมนีเกมการศึกษาเชื่อมโยงกับธรรมชาติที่สร้างแรงบันดาลใจของเกมกับการเรียนรู้ของความรู้และทักษะ ที่นี่เราไปไกลกว่าผลกระทบต่อผลการเรียนรู้เหล่านี้ เราตรวจสอบทั้งสองสายของหลักฐานที่แสดงให้เห็นถึงศักยภาพการสำรวจในปัจจุบันของเกมการศึกษาเพื่อส่งเสริมสุขภาพสมอง: First, การเล่นเกมที่มีความต้องการ neurocognitive ที่เฉพาะเจาะจง (เช่นผู้บริหารการควบคุม) และสองประสบการณ์การเรียนรู้การศึกษา (เช่นเรียนภาษาต่างประเทศ) ปรับปรุงสุขภาพสมอง เครื่องหมาย เครื่องหมายเหล่านี้รวมถึงความสามารถทางปัญญา, การทำงานของสมองและโครงสร้างสมอง ในฐานะที่เป็นเกมการศึกษาช่วยให้การรวมกันของ neurocognitive เฉพาะความต้องการที่มีประสบการณ์การเรียนรู้การศึกษาพวกเขาดูเหมือนจะเหมาะสมดีที่สุดสำหรับการส่งเสริมสุขภาพสมอง เราเสนอวิธีการ neurocognitive ที่จะเปิดเผยเรื่องนี้มิได้สำรวจศักยภาพของเกมการศึกษาในการวิจัยในอนาคต. คำสำคัญ: เกมการศึกษาเกมร้ายแรงสุขภาพสมอง, เกม, การศึกษา, ความสามารถทางปัญญา, การทำงานของสมองโครงสร้างสมองพลังของเกมการศึกษาการเล่นเกมเป็นหนึ่งในกิจกรรมการพักผ่อนที่นิยมมากที่สุด ยกตัวอย่างเช่น 59% ของชาวอเมริกันเล่นวิดีโอเกม(ซอฟต์แวร์บันเทิงสมาคม 2014) ในทางตรงกันข้ามกับการดูวิดีโอหรืออ่านหนังสือ, วิดีโอเกมที่สำรวจการโต้ตอบและความท้าทายที่เกิดจากการควบคุมของผู้ใช้แข่งขันระดับของความยากลำบากและผลตอบแทน(มาโลน, 1981; ลูคัสและเชอร์รี่, 2004) ลักษณะการออกแบบเหล่านี้มีความจำเป็นสำหรับแรงจูงใจของผู้เล่นในเกม (Sweetser และไวเอท, 2005). เกมการศึกษามุ่งมั่นที่จะใช้ที่มีคุณภาพนี้สร้างแรงบันดาลใจของเกมสำหรับการเรียนรู้ที่เกี่ยวข้องทางการศึกษาวัตถุประสงค์ (ความรู้ทักษะและการซื้อ) พวกเขาเป็นสาขาของเกมอย่างจริงจังซึ่งจะถูกกำหนดเป็น"เกมที่ไม่ได้มีความบันเทิงหรือเพื่อความสนุกสนานความเพลิดเพลินเป็นวัตถุประสงค์หลักของพวกเขา" (ไมเคิลและเฉิน, 2006, น. 21) โดเมนของการเรียนรู้รวมถึงประวัติศาสตร์, วิศวกรรม, ชีววิทยาคณิตศาสตร์และภาษา(หนุ่ม et al, 2012;.. Wouters et al, 2013) ยกตัวอย่างเช่นการ Re-ภารกิจมีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งความรู้(บีลอ์ et al., 2007) และสิบสอง Dozen1 สอนดำเนินการทางคณิตศาสตร์ จำนวนของเกมเหล่านี้เพิ่มขึ้นชี้แจงตั้งแต่ปี 1990 ในอุตสาหกรรมและในการวิจัย (Laamarti et al., 2014) เมตาดาต้าวิเคราะห์ที่ผ่านมาโดย Wouters et al, (2013) การตรวจสอบประสิทธิภาพของการศึกษาเกมในแง่ของการเรียนรู้ มันรวม 77 การศึกษาที่มีมากกว่า 5,500 ผู้เข้าร่วมและพบว่าเกมเหนี่ยวนำให้เกิดความรู้มากยิ่งขึ้นและการซื้อทักษะมากกว่าการเรียนการสอนแบบเดิมวิธี. ในบทความมุมมองนี้ แต่เราไปไกลกว่าผลกระทบที่เกมการศึกษาเกี่ยวกับการเรียนรู้ของความรู้และทักษะ(เช่นปั้น ของการเป็นตัวแทน cf เลย Craik และเบีย, 2006. Lövdén, et al, 2010) เราตรวจสอบการวิจัยซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพการสำรวจในปัจจุบันของเกมการศึกษา1http: //www.bossastudios.com/games/twelve/ พรมแดนในด้านจิตวิทยา | www.frontiersin.org 1 กรกฎาคม 2015 | เล่ม 6 | บทความ 1056 FISSLER etal เปลี่ยน brainsthrougheducationalgames รูปที่ 1 | A neurocognitiveapproachtorevealtheunexploredpotential ของ educationalgamesforbrainhealth ใน atwo-stepapproach, acognitive งาน analysisofeducationalgamesisfollowedbytheirvalidationthrough วัตถุประสงค์ methods.Thissecondstepconsistsofabehavioralanalysisto กำหนด theassociationbetweengameperformanceandneuropsychological ทดสอบ gamescanbeselectedtoenablerandomizedcontrolledclinical ทดลอง thatassesstheefficacyofeducationalgamestoimprovebrainhealth เครื่องหมาย CraikandBialystok, 2006; Lövdénetal., 2010) รูปที่ 1). เล่นเกม withSpecificNeurocognitive ความต้องการ 2010) 2010) 2013) อัล 2012. . Angueraetal 2013) tobenefitsinbrainstructuresuch asincreasesingraymattervolume (Kühnetal 2013), เยื่อหุ้มสมอง. ความหนา (Kühnetal 2014) andneurotransmitterreceptors. (McNabetal 2009).. Currentadvancesingamingresearchsupportthesupply- demandmismatchmodel (ดู Powersetal 2013. Bisoglio et al, 2014. ในด้านจิตวิทยา | www.frontiersin.org 2 กรกฎาคม 2015 | เล่ม 6 | บทความ 1056 FISSLER etal เปลี่ยน brainsthrougheducationalgames. gamesimprovedcognitiveabilities (Chengetal 2013. FISSLER.. et al, 2013; Powersetal 2013). Thesegaming-inducedbenefits comprisedlower-orderabilitiessuchasvisualperception (สีเขียวandBavelier 2012) andhigher-orderabilitiessuchasselective visualattention (GreenandBavelier, 2003), switchingability (Basaketal 2008.. Greenetal 2012;. Strobachetal 2012), sustainedattention (Angueraetal 2013) สั้น termandworking. หน่วยความจำ (Basaketal 2008. Angueraetal 2013.. Chengetal,. 2013) executivecontrol (Fissleretal 2013) เหตุผลและspatialabilities (Fengetal 2007;... Shuteetal 2015). Forexample, astudyby Shuteetal (2015) showedthat commercialoff ที่ shelfgamecalled Portal2 GatesandValenzuela 2010) Incontrasttoparticipants followingthecognitivetrainingprogram, Portal2 Kühn et al, (2013) foundthatplaying SuperMario64 Angueraetal 2003; Dartiguesetal. 2013) Bavelieretal. (2012) 2014)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เผยแพร่ : 24 กรกฎาคม 2015 มุมมอง

ดอย : 10.3389 / fpsyg . 2015.01056
แก้ไขโดย :
.
โฮเวิร์ด เอเวอร์สัน มหาวิทยาลัยนิวยอร์ก สหรัฐอเมริกา
ดูโดย :

อลิสจอร์แดนมหาวิทยาลัยอลาสกาแฟร์แบงค์ , USA

บาร์บาร่า โคลัมโบ มหาวิทยาลัยคาทอลิกอันศักดิ์สิทธิ์

Bruce D . , อิตาลี บทความหลัก : โฮเมอร์
ศูนย์บัณฑิตศึกษา สหรัฐอเมริกา
* ติดต่อ :

fissler แพทริก , สถาบันจิตวิทยาและการศึกษา ,
คลินิกจิตวิทยาและชีวภาพ
Ulm University , Albert Einstein เอิลลี่
47 , 89081 Ulm เยอรมนี
แพทริค fissler @ ยูนิ Ulm . de

ส่วนพิเศษ : บทความนี้ถูกส่งไปยัง

ส่วนของจิตวิทยาการศึกษา จิตวิทยาวารสาร
.
ได้รับ : 04 มีนาคม 2015
รับ : 10 กรกฎาคม 2015 เผยแพร่ : 24 กรกฎาคม 2015

: :
fissler P และ C
kolassa i-t ชเรเดอร์( 5 ) เกมการศึกษาเพื่อสุขภาพสมอง
: เผยศักยภาพ unexplored
ผ่านวิธีการที่ neurocognitive
.
หน้า psychol . 6:1056 .
ดอย : 10.3389 / fpsyg . 2015.01056
เกมการศึกษาเพื่อสุขภาพสมอง :

ศักยภาพ unexplored เปิดเผยผ่านวิธีการ
neurocognitive แพทริค fissler 1 * , ไอริส แทตจานาคลอเดีย ชเรเดอร์ kolassa 1 และ 2
1 สถาบันจิตวิทยาและการศึกษาคลินิกจิตวิทยา , Ulm University Ulm เยอรมนีและชีวภาพ 2 สถาบัน
จิตวิทยาและการศึกษา , เกมส์ , ร้ายแรง Ulm มหาวิทยาลัยอูล์มประเทศเยอรมัน
เกมการศึกษาเชื่อมโยงแรงจูงใจของเกมกับธรรมชาติการเรียนรู้ของความรู้ทักษะและ
. ที่นี่เราไปไกลการเหล่านี้ผลการเรียน เราอ่านสองบรรทัด
หลักฐานที่แสดงให้เห็นว่าขณะนี้ unexplored ของเกมการศึกษา เพื่อส่งเสริมสุขภาพสมอง
: ก่อนเกมกับความต้องการ neurocognitive เฉพาะ ( เช่นการควบคุมฝ่ายบริหาร
) และสอง ประสบการณ์การเรียนรู้ทางการศึกษา เช่น เรียนภาษาต่างประเทศ )
ปรับปรุงเครื่องหมายสุขภาพสมอง เครื่องหมายเหล่านี้รวมถึงความสามารถในการทำงานของสมองรับรู้ และ
โครงสร้างสมองเป็นเกมการศึกษาที่อนุญาตให้รวมของความต้องการ neurocognitive
เฉพาะกับการศึกษาเรียนรู้ประสบการณ์ พวกเขาดูเหมือนจะดีที่สุดเหมาะกับ
ส่งเสริมสุขภาพสมอง เรานำเสนอแนวคิด neurocognitive เปิดเผยศักยภาพนี้ unexplored
ของเกมการศึกษาวิจัยในอนาคต
คำสำคัญ : เกมส์ , เกมการศึกษา , ร้ายแรงสุขภาพสมอง , เกม , การศึกษา , ความสามารถในการรับรู้สมองสมอง

โครงสร้างอำนาจของเกม
การศึกษาการเล่นเกมเป็นหนึ่งในกิจกรรมสันทนาการที่นิยมมากที่สุด ตัวอย่างเช่น , 59 เปอร์เซ็นต์ของคนอเมริกันเล่นเกมสมาคมซอฟต์แวร์เพื่อความบันเทิง
2014 ) ในทางตรงกันข้าม สำหรับดูวิดีโอ หรืออ่าน
หนังสือเกมวิดีโอจ่ายแบบสำรวจและท้าทาย เนื่องจากการควบคุมผู้ใช้การแข่งขัน
ระดับความยาก และให้รางวัล ( มาโลน1981 ; ลูคัส และเชอร์รี่ , 2004 ) เหล่านี้คุณลักษณะการออกแบบ
ที่จําเป็นสําหรับเล่นเกมส์ และแรงจูงใจใน sweetser ไว , 2005 ) .
เกมการศึกษามีจุดมุ่งหมายเพื่อใช้สร้างคุณภาพของเกมเพื่อการเรียนรู้ชีวิตที่เกี่ยวข้อง วัตถุประสงค์ ( ความรู้และทักษะ )
) พวกเขาเป็นสาขาของซีเรียสเกมที่กำหนด
" เกมที่ไม่ได้มีความบันเทิงความเพลิดเพลินหรือสนุกสนานเป็นวัตถุประสงค์หลักของพวกเขา " ( ไมเคิลและ
เฉิน , 2549 , 21 หน้า ) โดเมนของการเรียนรู้ ได้แก่ ประวัติศาสตร์ วิศวกรรม เคมี ชีววิทยา คณิตศาสตร์ และภาษา
( หนุ่ม et al . , 2012 ; วูเทอร์ et al . , 2013 ) ตัวอย่างเช่น ภารกิจใหม่มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงความรู้เกี่ยวกับโรคมะเร็ง
( Beale et al . , 2007 ) และ 12 เป็น dozen1 สอนปฏิบัติการทางคณิตศาสตร์ หมายเลข
ของเกมเหล่านี้ที่เพิ่มขึ้นชี้แจงตั้งแต่ปี 1990 ในอุตสาหกรรมและงานวิจัย ( laamarti et al . ,
2014 ) การวิเคราะห์อภิมานล่าสุดโดย วูเทอร์ et al . ( 1 ) ศึกษาประสิทธิภาพของเกมการศึกษา
ในแง่ของการเรียนรู้ มันรวม 77 การศึกษาที่มีมากกว่า 5 , 500 คน และพบว่าเกมชักนำความรู้

และทักษะมากขึ้นกว่าการสอนปกติวิธี
ในบทความนี้ มุมมอง แต่เราไปเกินผลเกมการศึกษาเกี่ยวกับความรู้และทักษะการเรียนรู้
( เช่น ปั้นแทนและ CF craik Bialystok , 2006 ; L ö vd é n et al . ,
2010 ) เราทบทวนงานวิจัยที่ชี้ให้เห็นศักยภาพในปัจจุบัน unexplored ของเกมการศึกษา
1http : / / www.bossastudios . com / เกมส์ / 12 /
พรมแดนด้านจิตวิทยา | www.frontiersin .จาก 1 กรกฎาคม 2015 | เล่ม 6 | บทความท่าน
fissler คณะ . เปลี่ยน brainsthrougheducationalgames
รูปที่ 1
| เป็น neurocognitiveapproachtorevealtheunexploredpotential ของ educationalgamesforbrainhealth . ใน atwo stepapproach acognitive
, งาน analysisofeducationalgamesisfollowedbytheirvalidationthrough

thissecondstepconsistsofabehavioralanalysisto วัตถุประสงค์ วิธีการตรวจสอบการทดสอบความสามารถในการปฏิบัติ theassociationbetweengameperformanceandneuropsychological

/ orabrainimagingapproachtodeterminetherecruited neuronalnetworksfortaskcompletion . basedonthisapproach เหมาะสม


gamescanbeselectedtoenablerandomizedcontrolledclinical การศึกษาทดลอง thatassesstheefficacyofeducationalgamestoimprovebrainhealth เครื่องหมาย includingcognitiveability brainfunction , ,andbrainstructure .
forbrainhealth ( เช่น plasticityofprocesses CF craikandbialystok
, , 2006 ; L öกามโรคและ netal . , 2010 ) torevealthispotential andproposeaneurocognitiveapproach
.
ครั้งแรก webrieflyreviewevidenceforthebeneficialeffectof
gameswithspecificneurocognitivedemandsonbrainhealth .
2 wedepictthepositiveimpactofeducationallyrelevant educationalgamesenable

learningexperiencesonbrainhealth .bothspecificneurocognitivedemandsandeducationallearning
ประสบการณ์ อย่างไรก็ตาม toourknowledge therearecurrentlyno
, studiesexploringtheirpotentialforbrainhealth ดังนั้น ใน lastsection weproposeatwo stepneurocognitiveapproachto

,
testedinrandomizedcontrolledclinicaltrials identifyappropriateeducationalgamesthatshouldberigorously ( ดู figure1 )


promotesbrainhealth withspecificneurocognitive เกมความต้องการthesupply demandmismatchmodelofcognitiveplasticity

assumesthatneurocognitivedemandswhicharegreaterthanthe brain'sfunctionalsupplyinducebeneficialneuroplasticchanges
( L öกามโรคและ netal . , 2010 ) itisassumedthatthissupply ความต้องการ
mismatchneedstobeprolonged ( atleastmorethanseveralhours
forsmalleffectsizes ) toovercometheinertiaandsluggishness
ofplasticity ( L öกามโรคและ netal . , 2010 ) gamescanposeprolonged
neurocognitivedemandsonworkingmemory perceptualspeed
, , andepisodicmemory ( baniquedetal . 2556 ) ดังนั้น gamesmight
inducerespectiveneurocognitivebenefits . การ thatheavilytapexecutivecontrolprocessessuchasworking เกมส์



memoryarethoughttoinducepositiveplasticchangesinthese cognitiveprocessesandtheirunderlyingprefrontalnetwork เช่น changesmayrangefrommoreefficientbrainfunction ( bavelier
et al . ,2012 ; angueraetal . 2556 ) tobenefitsinbrainstructuresuch
asincreasesingraymattervolume ( K ü hnetal , 2013 ) , ความหนาเปลือก
( K ü hnetal . 2014 ) , andneurotransmitterreceptors
( mcnabetal . 2009 )
-
currentadvancesingamingresearchsupportthesupply demandmismatchmodel ( ดู powersetal . 2013 ; bisoglio
et al . , 2014 forameta การประมวลผล analysisandareview )
พรมแดน demandingdigitalgamesaswellasnon digitalboardandcard
จิตวิทยา | www.frontiersin.org 2 กรกฎาคม 2015 | เล่ม 6 | บทความท่าน
fissler คณะ . เปลี่ยน brainsthrougheducationalgames
gamesimprovedcognitiveabilities ( chengetal . 2013 ; fissler
et al . , 2013 ; powersetal . 2556 ) thesegaming inducedbenefits
comprisedlower orderabilitiessuchasvisualperception ( andbavelier สีเขียว
,2012 ) andhigher orderabilitiessuchasselective
visualattention ( greenandbavelier , 2003 ) , switchingability
( basaketal . 2551 ; greenetal . 2012 ; strobachetal , 2012 ) ,
sustainedattention ( angueraetal , 2013 ) , หน่วยความจำ termandworking
สั้น ( basaketal . 2551 ; angueraetal . 2013 ; chengetal .
executivecontrol ( 2013 ) fissleretal , 2013 ) , เหตุผล , และ
spatialabilities ( fengetal . , 2007 ;
shuteetal . 2015 )การ astudyby shuteetal . ( 2015 ) พบว่า การ commercialoff ที่ shelfgamecalled portal2 withprocess specificdemandsonspatialreasoningimprovedcognitiveabilities
-

evenmorethananintentionally designedcognitivetraining โปรแกรม ( เช่น repeatedpracticeofstandardizedcognitivetask

paradigmsforspecificcognitiveabilitieswithadaptingdifficulty ระดับ gatesandvalenzuela , 2010 ) incontrasttoparticipants
followingthecognitivetrainingprogram ผู้เล่น

portal2 improvedmoreinperformanceonnon trainedproblemsolving andspatialabilitytests นอกจากนี้ playingthevideogamewas moreenjoyablethanthecognitivetrainingprogram ( shuteetal
. ,
2015 )

underpinningofgame recentstudiesprovidefirstinsightsintotheneuronal inducedcognitivebenefits . theyrange
fromplasticchangesinbrainstructuretobrainfunction . K ü HN
et al .( 2013 ) foundthatplaying supermario64 matteroftherighthippocampalformationanddorsolateral increasedgray

prefrontalcortexaswellasofthecerebellumbilaterally เหล่านี้

brainareasareknowntoplayanessentialroleinspatial หน่วยความจำ executivefunction andfine , tunedmotorskills .
usingelectrophysiologicalmethods angueraetal , . ( 2013 )

demonstratedfunctionalbrainbenefitsintheprefrontalcognitivecontrolsystemthroughadual taskdrivinggamecalled
neuroracer . ที่สำคัญ ไม่ trainedneuropsychologicaltest performanceimprovedthroughtrainingandthesegainswere positivelyassociatedwiththeneurofunctionalchanges

.
theseexperimentalfindingsarebackedbyobservational
studiesontheassociationofgamingwithbrainhealthmarkers . frequentplayersofboardgames incontrasttorareplayers

, ,showedareducedcognitivedeclineandincidenceofdementia
( vergheseetal . , 2003 ; dartiguesetal . 2556 ) bavelieretal .
( 2012 ) investigatedassociationsofbrainfunctionwithgaming
ประสบการณ์ frequentgamers incontrasttonon , นักเล่นเกม , พบ

reducedneuronalrecruitmentofthefronto parietalnetworkin attentionallychallengingtaskswhichindicatesmoreefficient attentionalprocessing associationsofgamingwithbrain

ในที่สุดstructurewererecentlyrevealed . thedurationofvideogaming
( hoursperweek ) waspositivelyassociatedwithleftprefrontal
corticalthickness ( K ü hnetal . 2014 ) thenumberofyears

spentvideogamingwaspositivelyrelatedtoentorhinalcortex น้ำหนัก andoccipitalgraymattervolume , , ( K ü hnand
gallinat 2014 ) theserecentadvancesingamingresearchemphasize thepotentialofcognitivelychallenginggamestoimprovedifferent


คือmarkersofbrainhealthrangingfromcognitiveability สมอง

คือฟังก์ชัน andbrainstructuretoincidenceofdementia ใน wewilloutlineth ,