Kognitive und neuronale Korrelate von Videospielkonsum

Abstract

Hintergrund: In den letzten Dekaden wurden Videospiele zu einer populären Freizeitbeschäftigung in allen Alters- und Gesellschaftsschichten. Eindeutige wissenschaftliche Schlussfolgerungen bezüglich des potentiellen Schadens und besonders des Nutzens fehlen jedoch bisher. Aktuelle Studien deuten allerdings auf eine Verbesserung von bestimmten kognitiven Fähigkeiten von Spielern hin, die das Resultat der kontinuierlichen hohen geistigen Anforderungen von modernen Videospielen sein sollen. Der eindeutige Beweis der Verbesserung kognitiver Fähigkeiten durch Videospielkonsum könnte in Zukunft zur Anwendung im rehabilitativ-klinischen Bereich von neurodegenerativen und anderen Hirnerkrankungen führen. Insbesondere der präfrontale Kortex ist das neuronale Korrelat von kognitiven Prozessen. In der vorliegenden Studie soll der von vorherigen Studien postulierte positive Einfluss von Videospielkonsum auf die kognitive Leistungsfähigkeit und Veränderungen der präfrontalen Hirnaktivität untersucht werden. Methodik: Die präfrontalen Hirnaktivitäten von 50 gesunden Probanden mit bisher sehr geringem Kontakt zu Videospielen wurden mittels fMRT-Untersuchungen gemessen. Die kognitive Leistungsfähigkeit wurde zudem durch eine kognitive Testbatterie ermittelt. 25 Probanden spielten anschließend das Videospiel Super Mario 64 DS für zwei Monate 30 Minuten täglich. Zur Verfolgung des Spielverlaufs und Erhebung von Parametern des subjektiven Spielerlebens wurden wöchentlich standardisierte Fragebögen von den Probanden ausgefüllt. Die Kontrollgruppe durfte keine Videospiele benutzen. Nach der Interventionsphase wurden die Tests wiederholt. Ergebnis: Es stellten sich in der Interventionsgruppe signifikante Verringerungen der Hirnaktivität im anterioren Bereich des präfrontalen Kortex (Brodmannareal 10) (t(43)=4,26; p<0,01) im Vergleich zur Kontrollgruppe dar (t(39)=-0,91; p>0,1). Eine 2x2 ANOVA zeigte eine signifikante Interaktion von Zeit und Gruppe (F(1)=8,76; p<0,01). Das Ausmaß der Aktivitätsveränderung korrelierte zudem positiv mit der erreichten Leistung im Spiel (r=0,55; p<0,01) und dem empfundenen Spaß (r=0,55; p<0,05). Ein negativer Zusammenhang bestand mit der empfundenen Frustration (r=-0,59, p<0,05). Eine signifikante Korrelation mit dem Verlangen zu Spielen konnte nicht nachgewiesen werden (r=0,09; p>0,1). Für keine der durchgeführten kognitiven Tests konnte eine signifikante Verbesserung durch das Videospieltraining gezeigt werden (alle p's>0,1). Diskussion: Die verringerte Aktivität im Brodmannareal 10 könnte das Resultat von Lernprozessen sein. Regelmäßiges Training führt zu einer besseren Leistung, geringeren kognitiven Anstrengungen und erforderlicher Aufmerksamkeit, was zu einer verminderten Aktivierung involvierter Hirnareale führt. Allerdings scheinen bezüglich Videospieltraining diese Verbesserungen lediglich auf das Trainingsobjekt an sich beschränkt zu sein, ohne dass signifikante Transfereffekte auf kognitive Anforderungen darüber hinaus feststellbar sind. Zwar zweifeln auch kürzlich durchgeführte Meta-Analysen den bisher postulierten Trainingseffekt durch Videospielkonsum an, andererseits zeigen Untersuchungen bei Probanden mit bereits eingetretenen neurodegenerativen Erkrankungen und kognitiver Einschränkung hier vielversprechende Ergebnisse. Für eine abschließende Beurteilung des Potentials von Videospieltraining ist besonders im Hinblick auf die klinische Anwendbarkeit weitere wissenschaftliche Forschung notwendig.

BACKGROUND: Within the past few decades video gaming has become a popular recreational activity all over the world and throughout all social classes. Nevertheless distinct scientific conclusions about potential harm or more importantly benefits of video gaming are lacking. However, recent studies point to possible improvements of some cognitive abilities through the high mental demands of modern games. The prefrontal cortex is the essential neuronal correlate of cognitive processing. Scientific proof for the positive impact on mental performance could lead to implementation in rehabilitative clinical routine of patients with neurodegenerative illness or brain damage in the future. It was postulated that video gaming is associated with changes in prefrontal activitiy and moreover improved cognitive performance. METHODS: Prefrontal brain activity was measured by fMRI in 50 healthy non-gamers. In addition the cognitive performance was registered by a test battery including mental flexibility, multitasking, incompatibility and a Go-NoGo-task. 25 subjects played the video game Super Mario 64 DS for two months 30 minutes daily. The control group was not allowed to play any video games. Game progress and subjective emotional factors were enquired by a questionnaire on a weekly basis. After the intervention phase the tests were repeated. RESULTS: Two-way Analysis of Variance (2x2 ANOVA) showed a significant decrease of brain activity in Brodmann-area 10 within the gamer-group (p<0,01), while non- gamers showed no significant change (p>0,1). The degree of change in brain activity was positively correlated with the in-game performance (r=0,52; p<0,01). It was also positively correlated with a positive mood (r=0,55; p<0,05) and negatively associated with frustration (r=-0,59; p<0,05). No significant correlation with craving was obtained (p>0,1). ANOVAs showed no interaction between time and group in any of the implemented cognitive tasks (all p's>0,1). CONCLUSIONS: Decreased brain activity after the intervention phase could be the result of learning processes. Repeated training of a certain task leads to a better performance and lesser cognitive effort and attention, resulting in a lower activation in involved brain areas. However, improvements resulting from the video game training seem to be limited to the training object itself without significant transfer effects to other cognitive demands beyond. These results are in line with recent meta-analyses, challenging the previous opinion of broad cognitive transfer effects offered by video gaming. Anyhow other recent studies seem to show significant cognitive improvements in patients suffering from neurodegenerative illness. Further investigation is necessary to make a more certain conclusion about the impact of video gaming on cognitive performance.