就在不久之前，大多數(shù)神經(jīng)學(xué)家和心理學(xué)家還認為人類認知能力基本上是在青少年時代固定下來的，在那之后沒什么提升空間。像記憶力、注意力、處理問題的感覺之類的能力，在很大程度上是由早期發(fā)展決定的，而這個發(fā)展期相當(dāng)短。按這種觀點，那些通過基因遺傳和早期發(fā)展擁有強大認知能力的人注定會躋身高層。而那些不是這么得天獨厚的人就不怎么幸運了。
可新興的腦科學(xué)徹底顛覆了我們對這些問題的看法。現(xiàn)在我們知道，通過適當(dāng)?shù)拇碳ず突顒樱竽X能極大的改變和重構(gòu)自己，變得更加高效，在處理信息，集中注意力，記憶，創(chuàng)造性思維和解決新問題方便都更有效率。
Lumos實驗室用這些前沿科學(xué)創(chuàng)建了一系列的在線軟件，作為工具幫助人們鍛煉自己的大腦，并達到最佳表現(xiàn)。Lumosity網(wǎng)站上的評估、游戲和訓(xùn)練課程都有真正的科學(xué)依據(jù)，并且都以一種引人入勝，吸引人的方式來訓(xùn)練大腦。Lumosity還是一個技術(shù)平臺，用于研究認知訓(xùn)練對不同人群的影響。結(jié)果表明這種訓(xùn)練能提高大多數(shù)人的核心認知技能--注意力，記憶力，流體智力和數(shù)學(xué)技能。這些得到改善的能力可以幫助人們?nèi)〉酶玫膶W(xué)習(xí)成績，工作效率更高，生活也更有意義。
自古以來，人腦獲取新知識和建立新關(guān)聯(lián)的能力就備受推崇。但直到最近，人們才發(fā)現(xiàn)大腦在遇到新的挑戰(zhàn)時，可以對自身進行重組，以應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。如果加以適當(dāng)?shù)腻憻?，它能不斷完善，變得更有效率。這種自我完善的能力被稱為神經(jīng)可塑性，其作用直到最近才被充分認識到。
為了能在著名的倫敦市區(qū)的蛇形街道上開黑色出租車，必須先通過一項嚴(yán)格的測試，考察對市各種路徑知識的了解程度。準(zhǔn)司機會花數(shù)月時間學(xué)習(xí)這些“知識”，研究倫敦地圖，好能通過考試。2000年，倫敦大學(xué)的研究人員針對這些人發(fā)表了一篇有趣的腦成像研究論文。他們想看看這些的哥在掌握這些知識的過程中大腦發(fā)生了什么變化。如果大腦是一個相對靜態(tài)的容器，被動地吸收信息，那研究人員就不會發(fā)現(xiàn)任何腦結(jié)構(gòu)上的變化，即使有，也會非常少。但他們得到的結(jié)果令人大吃一驚。與受控對象相比，研究人員發(fā)現(xiàn)這些出租車司機的腦結(jié)構(gòu)在尺寸和形態(tài)上都出現(xiàn)了很重要的變化。特別是在海馬體上，這個與記憶力和導(dǎo)航能力密切相關(guān)的腦結(jié)構(gòu)，掌握這些知識的人明顯要比沒有掌握的人大。后續(xù)分析表明，這些變化與的哥學(xué)習(xí)這些知識的時間相關(guān)。這是對大腦神奇應(yīng)變能力的早期研究，為了滿足對它提出的要求，在經(jīng)過鍛煉后，大腦能夠增強完成任務(wù)所需的能力。
在過去的10年間，研究人員發(fā)現(xiàn)了與此類似的由特定任務(wù)需求引發(fā)的腦結(jié)構(gòu)及功能變化。在準(zhǔn)備考試的醫(yī)學(xué)院學(xué)生的大腦中，也發(fā)現(xiàn)了與倫敦出租車司機類似的變化。學(xué)習(xí)魔術(shù)會導(dǎo)致與視覺處理相關(guān)的腦區(qū)域發(fā)生變化，至少會暫時如此。
除了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)活動，認知能力還會受到其它活動的影響。世界電子競技的玩家在視覺注意力上評測結(jié)果就比較優(yōu)秀。如果普通人經(jīng)過幾周的密集視頻游戲訓(xùn)練，他們的視覺注意力也能得到提高，更接近職業(yè)玩家。俄羅斯方塊也能引起大腦的變化。Haier機器同事在2009年讓一組青春期的女孩兒玩了三個月的俄羅斯方塊，將訓(xùn)練前后的腦記錄進行對比，發(fā)現(xiàn)在功能和結(jié)構(gòu)上都發(fā)生了變化。某些區(qū)域的皮質(zhì)厚度增加了，另外一些活躍水平提高了。
交互式多媒體軟件技術(shù)，就像電子游戲里用的那種，可以用來表現(xiàn)特定的任務(wù)要求，而且具有密集，重復(fù)性好，靈活性強，具有很強的針對性等特點。這種先進的技術(shù)，結(jié)合對腦重塑能力的新認識，引發(fā)了一場基于計算機技術(shù)的大腦訓(xùn)練浪潮。已經(jīng)有一些大腦訓(xùn)練計劃的成功案例出現(xiàn)了。
老年人腦力訓(xùn)練。隨著年齡的增長，認知能力會逐步下降，這是腦力訓(xùn)練研究中一個比較活躍的領(lǐng)域。老年人高級認知能力訓(xùn)練（ACTIVE）研究是一個大型、隨機、受控的認知能力訓(xùn)練效果測試活動。有2832名參與者，全部是65歲以上的老人，會隨機分配到四組中的某一組中。其中一組不接受訓(xùn)練，作為控制組。另外三組中的每一組都會接受記憶力、推理能力或處理速度中的某一項訓(xùn)練。每個參與者都要在六周內(nèi)完成10次長達一小時的訓(xùn)練。在推理組，參與者跟隨教練一起學(xué)習(xí)和練習(xí)與歸納推理和問題解決能力。記憶訓(xùn)練集中于口頭情景記憶，教參與者使用記憶策略記憶清單和其它特定信息。處理速度訓(xùn)練用基于計算機的訓(xùn)練程序，要求受訓(xùn)者同時定位中央和外圍的兩個視覺目標(biāo)。
這個美國國立衛(wèi)生研究院資助的項目得出了一些挺有意思的結(jié)果。跟預(yù)想的一樣，這些參與者都學(xué)會了如何更有效的完成訓(xùn)練任務(wù)。但真正讓人印象深刻的還是訓(xùn)練結(jié)果對現(xiàn)實生活的影響。比如說，那些受過訓(xùn)練的人與受控組的成員相比，在認知能力退化上都有所減緩，尤其在處理速度和推理組，效果更加顯著。這是訓(xùn)練結(jié)束5年后的觀察結(jié)果，表明訓(xùn)練結(jié)果可以持續(xù)相當(dāng)長一段時間。ACTIVE研究表明認知能力訓(xùn)練對老年人有極大幫助。
兒童認知發(fā)展。與兒童認知能力相關(guān)的研究也是一個備受關(guān)注的領(lǐng)域。來自瑞典斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所的研究人員，進行了一系列的實驗，以測試一個記憶力訓(xùn)練計劃對多動癥兒童的影響。這項工作的前提是增強這些孩子的記憶力可以改善他們的注意力，增強他們處理周遭信息的能力，從而改善他們在學(xué)校的行為和表現(xiàn)。通過計算機軟件的訓(xùn)練，讓孩子們記住一個目標(biāo)序列，保持記憶并使用它，這些挑戰(zhàn)對孩子們的認知能力表現(xiàn)出了積極作用。記憶力在受到挑戰(zhàn)時可以作出改變和提升，以適應(yīng)對其表現(xiàn)提出的要求。在這項研究中，與控制組相比，經(jīng)過訓(xùn)練的孩子在視覺記憶和反應(yīng)抑制方面得到改善。隨著訓(xùn)練的進行，可以看到孩子們的前額葉和頂葉皮質(zhì)（大腦中負責(zé)記憶和注意力的主要部分）活動水平增加。經(jīng)過觀察，數(shù)學(xué)計算推理能力也有所增強。這項研究表明，恰當(dāng)?shù)拇竽X訓(xùn)練可以提供認知能力，改變大腦，對兒童有積極影響。
青年智力訓(xùn)練。計算機腦訓(xùn)練軟件不光是為老人和兒童準(zhǔn)備的，也不是只有那些有認知功能障礙的人才需要它。最近，密歇根大學(xué)的研究學(xué)者對年青人的流體智能做了測試，檢查記憶力訓(xùn)練和注意力分配訓(xùn)練對它的影響。這項研究要參與者同時注意聲音和圖像信息，并記住他們，根據(jù)參與者的表現(xiàn)，訓(xùn)練難度會有所調(diào)整。流體智能是創(chuàng)造性解決新問題的能力，是標(biāo)準(zhǔn)IQ測試中的一部分。傳統(tǒng)的心理學(xué)所講的聰明相對固定，基本不能提高。然而，這項研究中參與訓(xùn)練的人在記憶力和流動智能方面的提高都明顯優(yōu)于控制組中的人。 參與的訓(xùn)練越多，流動智能的提高越顯著。
這項研究破除了智力在成年后無法改變的無知看法，表明腦力訓(xùn)練對認知水平接近顛峰時期的人也有幫助。
