导读

最近，一个研究利用手机游戏设计的实验证明：在城郊或乡村地区成长的人通常导航能力更强，而在城市化较高的地区长大的人导航能力相对较弱。研究者表示，该研究结果首次发现童年环境对寻路能力发展的重要性，这可能意味着在对患有阿尔茨海默氏症的临床人群进行导航测试时询问信息很有用。也有同行认为，该研究从宏观层面提供了环境对全球范围内人类认知影响的直接证据，将城市建设与基础脑科学研究进行了有机整合，对我国城镇化建设也有重要启示。

撰文 | 陈娉莹

责编 | 陈晓雪

尽管已有不少研究表明，生长环境的不同会给人带来许多心理和认知上的影响，但由于人类心理认知实验设计的难度，生长环境的差别如何影响个体心理认知发展，并没有得到很好的验证。 

3月30日，英国伦敦大学学院、法国里昂大学和英国东英吉利大学组成的研究团队发表在《自然》杂志上的研究，巧妙地利用一款手机游戏设计实验证明，在城郊或乡村地区成长的人更擅长导航，而在城市化较高的地区长大的人导航较弱。此外，研究结果还表明，在道路更加规整网格化的地方长大的人虽然整体导航能力较差，但在相似的游戏路线设计中却更加如鱼得水，这表明儿童时期的生长环境不仅仅影响认路能力，还影响认路的方式。

研究方法

研究团队使用的数据库来自英国一款专为大脑认知和空间能力研究设计的手机游戏《航海英雄远征》（Sea Hero Quest, SHO）。在这款游戏中，玩家需要使用自己的导航能力，在海上搜寻特定的海洋生物。而已有研究证明，玩家在这款《航海英雄远征》中的表现可用于预测他们现实生活中的导航能力。

本研究重点关注的寻路任务，首先会给玩家提供一张标明了起始地点和几个检查点的地图，然后让玩家在没有地图的情况下在游戏中驾驶小船，在海上找到相应的检查点。

研究团队从3,881,449名《航海英雄远征》玩家中筛选出完成了至少11个游戏关卡，并完整输入了他们个人人口统计学资料的玩家，并摘除了选择偏差更严重的70岁以上玩家，及来自少于500名玩家，或教育和环境水平不平衡的国家的玩家，最后筛选出397,162名玩家数据用于研究。这群玩家来自38个不同的国家，包括212,143名男性（平均年龄：37.81±13.59岁）和185,173名女性（平均年龄：38.67±14.92岁）。

研究者们根据教育水平和家庭环境将玩家进行分类。为方便研究，研究者们基于玩家家庭环境的网格化程度的显著区别，将玩家的家庭环境分成了城市（109,111人）与非城市（包括郊区、混合区和农村，288,051人）两个类别，以方便解释城市环境对人类成长的影响。

为了量化城市道路的网格化程度，以研究城市街道拓扑结构对人类空间能力的影响，研究团队将数据集与城市形态模块库OSMnx合，通过免费开源的公开地图（OpenStreetMap）提供的全球街道网络布局，计算出城市街道方向分布的香农熵，即街道网络熵（Street Network Entropy, SNE）作为量化标准。SNE值越小，表明城市街道网络程度越简单、规整，也越有序。

同时，研究团队引入了 “寻路表现指标”（wayfinding performance metric, WF）这个概念来量化玩家在游戏中的寻路任务中的效率。

   结  论  

根据分析，在年龄、性别、教育和环境这些因子中，年龄对导航能力的影响最大，其次是性别。研究还发现，人们的导航表现倾向于随着年龄的增长而下降，且男性的导航表现优于女性，且随着教育水平增加，人们的导航表现也会增加。此外，相较之下，在非城市环境长大的人们通常对路线有更准确的判断。数据表明，城市中长大的拥有高等教育水平的人在寻路能力上与非城市中长大的拥有中等教育水平的人上大致相等。

研究团队还讨论了城市组和非城市组之间所有年龄组玩家的寻路能力是否会随着年龄而变化。数据显示，成长环境对寻路能力的影响并不会随着年龄增长而消失，而是保持相对稳定。这个结果表明，与一般常识认为的年龄阅历对导航或寻路能力大小影响不大不同，对空间能力来说，成长期的生活环境更加重要。

本文的通讯作者之一、伦敦大学学院的认知神经科学教授 Hugo Spiers 告诉《知识分子》，该研究结果首次发现童年环境对寻路能力发展的重要性，这可能意味着在对患有阿尔茨海默氏症的临床人群进行导航测试时询问信息很有用。

由于玩家只提供了生长环境分类（城市/非城市）及国家数据，未提供具体城市地理位置数据，研究者根据各国十大城市人口的熵的均值来估算国家的SNE，以计算SNE与寻路表现之间的关系。研究发现，SNE值越低，即街道的网络越简单，在此成长的人们空间能力越差。

由于原版的《航海英雄远征》游戏设定中的环境是海洋环境，更贴近非城市环境。因此为了排除此影响，研究团队还设计了一个以城市为主题的游戏版本《城市英雄远征》（City Hero Quest, CHQ），对美国共599名玩家进行了测试。区别于在SHQ中的国家城市SNE估算方式，在CHQ游戏中，玩家提供了成长环境的城市/城郊/乡村的具体街道数据，也就是说提供了更准确的SNE值。结果表明这两个游戏中环境效应之间的差异并不显著，这个城市版本的游戏中测试的结果仍可得出相同的结论，即非城市环境中成长的人们导航本领会更强。

“城市环境长大的参与者在拓扑结构复杂度低的游戏环境中得分高，非城市环境长大的参与者在拓扑结构复杂度高的游戏环境中得分高，表明人类进化出了与他们所接触的环境复杂度相一致的导航策略，但在其他环境中可能该导航策略不是最优的。”对此，中国科学院心理研究所研究员王亮向《知识分子》评论说。

他认为，该研究从宏观层面提供了环境对全球范围内人类认知影响的直接证据，强调了城市交通路网在人类认知和大脑功能中重要性，极大拓宽了我们的认识，将城市建设与基础脑科学研究进行了有机整合，对我国城镇化建设也有重要启示。

“未来城市道路规划，除了城市交通部门外，还需要有从事脑科学研究的人参与，这可能关乎我们下一代的空间认知能力发育。”他说。

生态学硕士，业余爱好研究猫科动物行为学（养猫），目前正处于从找bug（野外昆虫学研究）到找bug（大龄转码）的过渡阶段。

陈娉莹

参考文献：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04486-7

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