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撰文 | 陳娉瑩

責(zé)編 | 陳曉雪

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盡管已有不少研究表明，生長環(huán)境的不同會給人帶來許多心理和認(rèn)知上的影響，但由于人類心理認(rèn)知實驗設(shè)計的難度，生長環(huán)境的差別如何影響個體心理認(rèn)知發(fā)展，并沒有得到很好的驗證。

3月30日，英國倫敦大學(xué)學(xué)院、法國里昂大學(xué)和英國東英吉利大學(xué)組成的研究團隊發(fā)表在《自然》雜志上的研究，巧妙地利用一款手機游戲設(shè)計實驗證明，在城郊或鄉(xiāng)村地區(qū)成長的人更擅長導(dǎo)航，而在城市化較高的地區(qū)長大的人導(dǎo)航較弱。此外，研究結(jié)果還表明，在道路更加規(guī)整網(wǎng)格化的地方長大的人雖然整體導(dǎo)航能力較差，但在相似的游戲路線設(shè)計中卻更加如魚得水，這表明兒童時期的生長環(huán)境不僅僅影響認(rèn)路能力，還影響認(rèn)路的方式。

研究團隊使用的數(shù)據(jù)庫來自英國一款專為大腦認(rèn)知和空間能力研究設(shè)計的手機游戲《航海英雄遠(yuǎn)征》（Sea Hero Quest, SHO）。在這款游戲中，玩家需要使用自己的導(dǎo)航能力，在海上搜尋特定的海洋生物。而已有研究證明，玩家在這款《航海英雄遠(yuǎn)征》中的表現(xiàn)可用于預(yù)測他們現(xiàn)實生活中的導(dǎo)航能力。

本研究重點關(guān)注的尋路任務(wù)，首先會給玩家提供一張標(biāo)明了起始地點和幾個檢查點的地圖，然后讓玩家在沒有地圖的情況下在游戲中駕駛小船，在海上找到相應(yīng)的檢查點。

研究團隊從3,881,449名《航海英雄遠(yuǎn)征》玩家中篩選出完成了至少11個游戲關(guān)卡，并完整輸入了他們個人人口統(tǒng)計學(xué)資料的玩家，并摘除了選擇偏差更嚴(yán)重的70歲以上玩家，及來自少于500名玩家，或教育和環(huán)境水平不平衡的國家的玩家，最后篩選出397,162名玩家數(shù)據(jù)用于研究。這群玩家來自38個不同的國家，包括212,143名男性（平均年齡：37.81±13.59歲）和185,173名女性（平均年齡：38.67±14.92歲）。

研究者們根據(jù)教育水平和家庭環(huán)境將玩家進(jìn)行分類。為方便研究，研究者們基于玩家家庭環(huán)境的網(wǎng)格化程度的顯著區(qū)別，將玩家的家庭環(huán)境分成了城市（109,111人）與非城市（包括郊區(qū)、混合區(qū)和農(nóng)村，288,051人）兩個類別，以方便解釋城市環(huán)境對人類成長的影響。

為了量化城市道路的網(wǎng)格化程度，以研究城市街道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對人類空間能力的影響，研究團隊將數(shù)據(jù)集與城市形態(tài)模塊庫OSMnx合，通過免費開源的公開地圖（OpenStreetMap）提供的全球街道網(wǎng)絡(luò)布局，計算出城市街道方向分布的香農(nóng)熵，即街道網(wǎng)絡(luò)熵（Street Network Entropy, SNE）作為量化標(biāo)準(zhǔn)。SNE值越小，表明城市街道網(wǎng)絡(luò)程度越簡單、規(guī)整，也越有序。

同時，研究團隊引入了 “尋路表現(xiàn)指標(biāo)”（wayfinding performance metric, WF）這個概念來量化玩家在游戲中的尋路任務(wù)中的效率。

根據(jù)分析，在年齡、性別、教育和環(huán)境這些因子中，年齡對導(dǎo)航能力的影響最大，其次是性別。研究還發(fā)現(xiàn)，人們的導(dǎo)航表現(xiàn)傾向于隨著年齡的增長而下降，且男性的導(dǎo)航表現(xiàn)優(yōu)于女性，且隨著教育水平增加，人們的導(dǎo)航表現(xiàn)也會增加。此外，相較之下，在非城市環(huán)境長大的人們通常對路線有更準(zhǔn)確的判斷。數(shù)據(jù)表明，城市中長大的擁有高等教育水平的人在尋路能力上與非城市中長大的擁有中等教育水平的人上大致相等。

研究團隊還討論了城市組和非城市組之間所有年齡組玩家的尋路能力是否會隨著年齡而變化。數(shù)據(jù)顯示，成長環(huán)境對尋路能力的影響并不會隨著年齡增長而消失，而是保持相對穩(wěn)定。這個結(jié)果表明，與一般常識認(rèn)為的年齡閱歷對導(dǎo)航或?qū)ぢ纺芰Υ笮∮绊懖淮蟛煌瑢臻g能力來說，成長期的生活環(huán)境更加重要。

本文的通訊作者之一、倫敦大學(xué)學(xué)院的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)教授 Hugo Spiers 告訴《知識分子》，該研究結(jié)果首次發(fā)現(xiàn)童年環(huán)境對尋路能力發(fā)展的重要性，這可能意味著在對患有阿爾茨海默氏癥的臨床人群進(jìn)行導(dǎo)航測試時詢問信息很有用。

由于玩家只提供了生長環(huán)境分類（城市/非城市）及國家數(shù)據(jù)，未提供具體城市地理位置數(shù)據(jù)，研究者根據(jù)各國十大城市人口的熵的均值來估算國家的SNE，以計算SNE與尋路表現(xiàn)之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，SNE值越低，即街道的網(wǎng)絡(luò)越簡單，在此成長的人們空間能力越差。

由于原版的《航海英雄遠(yuǎn)征》游戲設(shè)定中的環(huán)境是海洋環(huán)境，更貼近非城市環(huán)境。因此為了排除此影響，研究團隊還設(shè)計了一個以城市為主題的游戲版本《城市英雄遠(yuǎn)征》（City Hero Quest, CHQ），對美國共599名玩家進(jìn)行了測試。區(qū)別于在SHQ中的國家城市SNE估算方式，在CHQ游戲中，玩家提供了成長環(huán)境的城市/城郊/鄉(xiāng)村的具體街道數(shù)據(jù)，也就是說提供了更準(zhǔn)確的SNE值。結(jié)果表明這兩個游戲中環(huán)境效應(yīng)之間的差異并不顯著，這個城市版本的游戲中測試的結(jié)果仍可得出相同的結(jié)論，即非城市環(huán)境中成長的人們導(dǎo)航本領(lǐng)會更強。

“城市環(huán)境長大的參與者在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜度低的游戲環(huán)境中得分高，非城市環(huán)境長大的參與者在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜度高的游戲環(huán)境中得分高，表明人類進(jìn)化出了與他們所接觸的環(huán)境復(fù)雜度相一致的導(dǎo)航策略，但在其他環(huán)境中可能該導(dǎo)航策略不是最優(yōu)的?！睂Υ?，中國科學(xué)院心理研究所研究員王亮向《知識分子》評論說。

他認(rèn)為，該研究從宏觀層面提供了環(huán)境對全球范圍內(nèi)人類認(rèn)知影響的直接證據(jù)，強調(diào)了城市交通路網(wǎng)在人類認(rèn)知和大腦功能中的重要性，極大拓寬了我們的認(rèn)識，將城市建設(shè)與基礎(chǔ)腦科學(xué)研究進(jìn)行了有機整合，對我國城鎮(zhèn)化建設(shè)也有重要啟示。

“未來城市道路規(guī)劃，除了城市交通部門外，還需要有從事腦科學(xué)研究的人參與，這可能關(guān)乎我們下一代的空間認(rèn)知能力發(fā)育?！彼f。