医学教育つれづれ

医学教育に関する論文のPOINTを書き出した備忘録的なブログです。

『SOMS BrainSpace』：神経科学を学ぶ大学生向けのデジタル・シリアスゲーム

‘SOMS BrainSpace’: A digital serious game for undergraduate neuroscience
Anthony Tran, Jin Y. Huang, Craig R. Campbell, Elizabeth M. Hegedus
First published: 27 June 2025 https://doi.org/10.1002/ase.70086

 

https://anatomypubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ase.70086

研究背景と問題意識

神経解剖学教育の現状と課題

教育時間の大幅減少

  • オーストラリアの医学部では、問題基盤型学習（PBL）導入により解剖学教育時間が約80%削減
  • 神経解剖学の教育時間は機関により1-40時間と大きなばらつき（平均11.5時間）
  • アメリカの医学部と比較して42.5%少ない教育時間

学習困難の要因

  1. 認知負荷の高さ: 3次元構造の理解、複雑な神経経路の把握
  2. 視空間能力の要求: 2D資料から3D構造を想像する必要性
  3. 情報量の膨大さ: 暗記に依存した表面的学習の誘発
  4. 実習機会の減少: 解剖体の入手困難、大規模講義での共有制約

ニューロフォビア（神経恐怖症）の蔓延

  • ブラジルの医学生の60%以上が神経恐怖症を経験
  • 神経解剖学が最大の要因として特定
  • 知識の大幅な減少（47%の知識損失、他分野は13-16%）

理論的基盤

1. オクタリシス・ゲーミフィケーション フレームワーク

8つの核心的動機

  1. Epic Meaning & Calling: より大きな目的への貢献感
  2. Development & Accomplishment: 成長と達成感
  3. Empowerment of Creativity & Feedback: 創造性とフィードバック
  4. Ownership & Possession: 所有感と愛着
  5. Social Influence & Relatedness: 社会的影響と関係性
  6. Scarcity & Impatience: 希少性と切迫感
  7. Unpredictability & Curiosity: 予測不可能性と好奇心
  8. Loss & Avoidance: 損失回避

SOMS BrainSpaceでの実装

  • チャレンジとポイントシステム（達成感）
  • リーダーボード（競争心）
  • インタラクティブな要素（創造性）

2. 二重刺激理論（Double Stimulation Theory）

ヴィゴツキーの理論的背景

  • 第一刺激：学習者が直面する矛盾や困難（神経解剖学の複雑さ）
  • 第二刺激：問題解決を媒介するツール（SOMS BrainSpace）
  • 意志的行動を通じた認知的矛盾の解決

教育への応用

  • 学生の学習困難→認知的不協和→媒介ツールの提供→理解の再構築

開発したゲームの特徴

3つのゲームモード

  1. 3Dデジタルアトラス
  2. BrainSpaceルーム
    • 一人称視点の脱出ゲーム
    • 3Dモデルやキャラクターとの相互作用
    • 課題解決とコード解読
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    • BIOS1158ルーム（初心者向け）
  • 1年生レベルの基礎的内容
  • 学習成果に基づいた問題設計
  • ウィリス動脈輪の床面表示
  • NPCとの対話システム

前頭葉ルーム（上級者向け）

  • より高度な神経解剖学的概念
  • 複雑な問題解決タスク
  • 上級学習者向けの挑戦的内容

技術仕様

  • 開発環境: Unity
  • 対応デバイス: PC、ラップトップ（タブレットは一部制限あり）
  • アクセス方法: WebGL形式でUnity Playサイトから利用可能

研究方法と参加者

主な研究結果

短期的効果

  • ゲーム使用前後の知識テストでは有意差なし（p = 0.86）
  • 45分間のプレイテストでは十分な学習効果が得られなかった

長期的効果

  • 2023年コホート（ゲーム使用）vs 2022年コホート（非使用）
  • 神経科学分野の学期末試験で有意に高いスコア（p < 0.001）
  • 中央値差: 9.0%（95%信頼区間: 4.0%-12.0%）

学生・教員の評価

学生の反応:

  • ゲームを「楽しい」「インタラクティブ」と評価
  • 3Dモデルによる視覚化を高く評価
  • アクセスの容易さを重視
  • 従来の学習方法との併用を希望

教員の見解:

  • ゲームベース学習の教育的価値を認識
  • 神経解剖学の困難さを改めて確認
  • 革新的教育ツールの必要性を強調
  • 開発リソースと時間の制約を課題として指摘

研究の意義と限界

強み

  • 高い参加率（90%以上）
  • 妥当性のある評価尺度を使用
  • 長期的な教育効果の検証

限界

実践的示唆

教育実践への提言

1. カリキュラム統合

  • ブレンデッド学習: 従来授業との効果的組み合わせ
  • 段階的導入: 基礎から応用への系統的展開
  • 評価整合: 既存評価システムとの調和

2. 教員研修

  • 技術リテラシー: デジタルツール活用能力の向上
  • ゲーム活用法: 効果的なゲーム統合方法の習得
  • 学習支援: 学生の自主学習支援技術

政策的含意

1. 教育技術投資

  • 費用対効果: アクセシブル技術への重点投資
  • 持続可能性: 長期的維持可能な技術選択
  • 公平性: デジタルデバイド解消への配慮

2. 質保証

  • 効果検証: 教育技術の科学的評価体制
  • 標準化: ゲームベース学習の質的基準
  • 継続改善: 定期的な効果測定とアップデート

結論と今後の展望

SOMS BrainSpaceは神経解剖学教育において学生の動機向上と長期的な学習成果改善に寄与する可能性が示されました。特に、アクセシブルなゲームベース学習ツールとして、従来の教育方法を補完する効果的な教材となり得ることが確認されました。