[论文解读] Being in the zone: Flow state and the underlying neural dynamics in video game playing

Kyongsik Yun, Saeran Doh+3 more|arXiv (Cornell University)|Nov 19, 2017

Neural and Behavioral Psychology Studies参考文献 37被引用 6

一句话总结

本研究利用被动脑电图探测器（听觉诱发电位抑制）识别了视频游戏玩家在心流状态下的神经相关特征，该方法可在不干扰游戏进行的情况下追踪沉浸感。研究发现，在心流状态下，前扣带皮层、颞极和初级运动皮层之间出现β波段活动增强、功能连接性提高以及反馈环路增强，从而确立了心流作为一种在主观、行为和神经维度上均可量化的神经状态。

ABSTRACT

Flow is a hyper-engaged state of consciousness most commonly described in athletics, popularly termed being in the zone. Quantitative research into flow has been hampered by the disruptive nature of gathering subjective reports. Here we show that a passive probe (suppression of Auditory Evoked Potential in EEG) that allowed our participants to remain engaged in a first-person shooting game while we continually tracked the depth of their immersion corresponded with the participants' subjective experiences, and with their objective performance levels. Comparing this time-varying record of flow against the overall EEG record, we identified neural correlates of flow in the anterior cingulate cortex and the temporal pole. These areas displayed increased beta band activity, mutual connectivity, and feedback connectivity with primary motor cortex. These results corroborate the notion that the flow state is an objective and quantifiable state of consciousness, which we identify and characterize across subjective, behavioral and neural measures.

研究动机与目标

• 开发一种非干扰性方法，实现实时追踪视频游戏过程中的心流状态。
• 利用连续EEG监测识别与心流相关的神经标志。
• 将主观心流体验与客观表现指标与特定脑活动模式相关联。
• 通过多模态测量验证心流作为客观、可量化的意识状态。

提出的方法

• 采用被动听觉探测（听觉诱发电位抑制）评估沉浸感，且不中断游戏进程。
• 在第一人称射击游戏会话期间收集连续EEG数据。
• 将随时间变化的EEG沉浸度测量值与参与者实时的主观心流报告进行相关分析。
• 使用神经影像分析识别与心流相关的脑区和频段。
• 分析心流状态下脑区间的功能连接性与反馈连接性。
• 将心流状态下的神经动态与基线状态进行比较，以分离出心流特异性活动模式。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否使用非侵入性EEG方法客观、实时地测量视频游戏过程中的心流状态？
• RQ2 在游戏过程中，哪些脑区和神经振荡与心流状态密切相关？
• RQ3 前扣带皮层与颞极之间的神经连接模式，特别是其反馈连接，如何与心流深度相关？
• RQ4 心流的神经相关特征在多大程度上与主观心流报告和客观表现指标一致？
• RQ5 在沉浸式游戏过程中，心流是否存在跨个体一致的神经特征？

主要发现

• 听觉诱发电位的抑制可作为游戏过程中实时沉浸感的可靠、被动代理指标。
• 在心流状态下，前扣带皮层和颞极的β波段活动显著增强。
• 在心流状态下，前扣带皮层与颞极之间的功能连接性增强。
• 在心流状态下，前扣带皮层与初级运动皮层之间的反馈连接性增强。
• 心流状态下的神经动态与主观心流报告及客观游戏表现均呈强相关。
• 结果支持心流作为一种具有特定脑区与神经网络基础的可量化、客观的意识状态。