האימון המוחי מתבסס על היכולת לשנות את מבנה המוח כתוצאה מהתנסויות המותאמות למטרת העבודה. האופן בו מתרחשים השינויים במוח (במבנה או בארגון), ובעקבותיהם השינויים בתפקודים ובהתנהגות, מכונה פלסטיות (גמישות). הפלסטיות נחשבת לתכונה בסיסית של מערכת העצבים והיא קיימת גם בקרב אורגניזמים פשוטים.
שינויים במבנה של מערכת העצבים יכולים להתרחש בעקבות התנסויות של אימון ולמידה.
השינויים בעקבות תרגול מיומנות מסוימת יכולים לכלול עלייה בכמות הסינפסות, עלייה בכמות תאי העצב והתאים התומכים, או חיזוק הקשרים ביניהם.
שינויים אלה מתרחשים לכל אורך חייו של האדם ולאו דווקא בתקופה הקריטית של הילדות.
למשל, תרגול של מיומנויות מוטוריות-חזותיות ולמידה של מידע מופשט יכולות להוביל לשינויים במבנה המוחי עבור צעירים ומבוגרים כאחד.
פעילויות שיכולות לשמש לאימון מוחי.
כל התנסות חדשה המצריכה מאמץ תיצור שינויים במערכות העצביות התומכות ברכישת אותה המיומנות. בהתאם לכך, דוגמאות לפעילויות שיכולות ליצור שיפור במערכות העצביות הרלוונטיות הן: למידה של מיומנות מוטורית או שפה חדשה, ניווט בסביבה לא מוכרת ומשחקי מחשב מסחריים.
על כן אימון מוחי יכול להתבצע בדרכים רבות. ניתן לעשות זאת על ידי פתרון תשבצים, סודוקו או חידות, ועל ידי תרגילים פיזיים. כיום מתבססות שיטות רבות על תוכנות מחשב ייעודיות ועל משחקי מחשב. זאת משום שמשחקי המחשב מאפשרים תרגול של מגוון רחב של מיומנויות קוגניטיביות ומוטוריות.
בשוק משחקי המחשב קיים מגוון רב של משחקים, המספקים תרגול למיומנויות רבות ושונות עבור טווח רחב של גילאים. בנוסף, ישנה אפשרות לתכנת משחקים מיוחדים עבור תרגול של מיומנויות ספציפיות.
השימוש במשחקי מחשב לצורך אימון מוחי עלה מתוך מחקרים רבים שהראו שלגיימרים מכל הגילאים יש תפיסה חזותית-מרחבית וכישורי קשב מפותחים יותר בהשוואה לאוכלוסייה הכללית. יכולות אלו מאפשרות להם להגיב באופן מדויק ומהיר לגירויים המתאימים במהלך משחק המחשב שבו הם משחקים.
התועלת הצפויה מאימון מוחי.
קיימות מיומנויות קוגניטיביות הניתנות לאימון באופן שמוביל לשיפור ברמת הביצוע. בהתאם לכך נמצא שהאימון המוחי מוביל לשיפור מובהק סטטיסטית עבור המיומנויות שתורגלו, אשר לעיתים מוכלל גם למטלות קוגניטיביות אחרות. למשל, אימון מוחי יכול להוביל לשיפור בתפקודי קשב ובתפקודים ניהוליים. כמו כן, אימון מוחי יכול לשפר את הזיכרון ואת זיכרון העבודה.
נראה שאימון מוחי עובד היטב תחת נסיבות מסוימות.
למשל, לאימון מוחי בפורמט קבוצתי יכולות להיות יתרונות על גבי פורמט פרטני על התפקוד הקוגניטיבי הסובייקטיבי והאובייקטיבי.
בחלק מהמקרים השפעות האימון המוחי משתמרות לאורך זמן רב ובאחרים הן דועכות בהדרגה. כמו כן, בעוד שתרגול של מיומנות ממוקדת מוביל לשיפור ממוקד, תרגול של פעילויות קוגניטיביות מורכבות יוכל להוביל לשיפור קוגניטיבי נרחב יותר.
בכל מקרה, ללא התערבות נוספת אין בסיס לצפות שהאימון המוחי כשלעצמו יוביל להכללה רחבה של היכולת מעבר למיומנויות שנלמדו או לשיפור כללי ב"בריאות המוח". לצד זאת, מדובר בכלי שאינו כרוך בסיכון כלשהו. שכן אף מחקר לא הצביע על ירידה בתפקוד הקוגניטיבי או נזק כלשהו שעלול להיגרם בעקבותיו.
שימושים וקהלי יעד.
האימון המוחי יכול לשמש עבור מטרות וקהלי יעד שונים.
למידה והתפקוד האקדמי.
בתחום החינוך האימון נעשה מתוך מטרה לשפר מיומנויות קוגניטיביות וכישורים נוירופסיכולוגיים העומדים בבסיס הלמידה.
אימון מוחי הפועל על המערכות הקשביות יכול לשפר הישגים בתחום הקריאה והכתיבה. מאחר שכל תפקוד אקדמי דורש תפקוד קשבי יעיל, שיפור בתפקוד מערכות קשביות מוכלל לתפקודים אקדמיים.
גיל הזהב.
מערכת העצבים שומרת על הפלסטיות שלה גם בגילאים מבוגרים. כתוצאה מכך, אף על פי שלמוחות צעירים יש יתרון על פני מוחות מבוגרים, היכולת ללמידת כישורים חדשים קיימת לאורך כל חייו של האדם.
בהתאם לכך נמצא שאימון הזיכרון אצל אנשים מבוגרים העלה את התפקוד במטלות הבודקות את המיומנויות שתורגלו.
בהשוואה לקבוצת ביקורת, אימון מוחי הוביל לשיפור בתפקודי זיכרון ותפקוד קוגניטיבי סובייקטיבי אצל אנשים מבוגרים.
כמו כן, נראה שלאימון מוחי יש פוטנציאל לצמצם חלק מההשלכות השליליות של פגיעה בתפקוד ובמבנה המוחי של אנשים מבוגרים.
ילדים על הספקטרום האוטיסטי.
התערבות מוקדמת בלמידה אצל ילדים אוטיסטים הוכחה כיעילה יותר ככל שגיל הילדים קטן יותר והמוח יותר פלסטי. רוב המחקר על האימון המוחי משמש לשיפור כישורים חברתיים ו. הוא נעשה בעיקר בשימוש באמצעים דיגיטליים - מחשבים, טבלטים או מכשירים סלולריים. השימוש במסכים עוזר לילדים לסנן הפרעות ורעשים חיצוניים ולהתרכז טוב יותר במשימות ולהתגבר על העומס החושי שמציף אותם.
ישנם 4 אמצעים נפוצים. עכבר - הצבעה ובחירה. לדוגמה, זיהוי רגשות על ידי תמונות או ציורים במחשב. סביבות מציאות וירטואליות מאפשרות לימוד כישורי חיים - לדוגמה, לימוד מעבר כביש בסביבה וירטואלית. תוכנות זיהוי מבט - התוכנה מתאמת בין מה שקורה במסך למבט הילד שנדגם על ידי מצלמה. השיטה מיושמת גם בילדים קטנים מאוד שעוד לא יודעים להפעיל עכבר. השיטה גם עוזרת לילדים על הספקטרום להחזיק קשר עין יכולת שלוקה בחסר אצל הרבה מהם. חבר רובוטי - עוזר לילד לתקשר עם אחר. לדוגמה, משחק חיקוי בו הרובוט מחקה את הילד ובכך עוזר לילד ללמוד לחכות לתורו ולהישאר בתוך אינטראקציה, שלב בסיסי ראשוני שצריך ללמוד כדי שבעתיד יוכל ללמוד לנהל שיחה עם אדם נוסף.
למרות תוצאות חיוביות במחקרים במעבדה ושיפורים בתפקוד הילדים, ההשלכה של היכולות החדשות שנרכשו בעזרת מחשב לא באות לידי ביטוי בחיי היום יום. השימוש באמצעים דיגיטליים אמנם עוזר בסינון הרעשים החושיים הסביבתיים בתנאי מעבדה אבל לא עוזר להתגבר עליהם בעולם האמיתי.
היסטוריה ומחקר.
בסוף שנות ה-50 ובתחילת שנות ה-60 של המאה ה-20 התגלתה תכונת הפלסטיות של המוח. הפלסטיות (גמישות) היא היכולת של מערכת העצבים להשתנות בהתאם להתנסות של האורגניזם בסביבה. הפלסטיות מאפשרת למערכת העצבים להתאים את פעילותה לשינויים בתנאים הסביבתיים, על סמך ניסיון קודם. זהו המנגנון המאפשר למידה ושינוי בהתנהגות בעקבות מפגשים עם הסביבה. בעקבות כך הועלתה ההשערה שככל שהמוח יופעל יותר, כך ישופר תפקודו.
ביוני 2010 התפרסם במגזין Nature מאמר הבוחן את השפעתו של אימון מוחי על כושר למידה, זיכרון, למידה אסוציאטיבית והיגיון. בניסוי השתתפו 11,430 בני אדם בגילים שונים וללא כל תהליכי בחירה מיוחדים. תוצאות המחקר הראו שאצל המבצעים אימון מוחי חל שיפור רק בתרגיל שאותו תרגלו ולא בביצוע תרגילים אחרים. כמו כן, לא נמצאו הבדלים ביכולת הביצועית הכללית של המוח בין קבוצות שביצעו תרגילים לבין קבוצת ביקורת שלא התאמנה.
בעקבות אימון במשימות של זיכרון עבודה, שנערך למבוגרים בריאים במהלך חמישה שבועות, סריקות fMRI, שנערכו לפני ואחרי האימון, פעילות מוחית מוגברת באזורים בקורטקס הפרונטלי והפריטאלי הקשורים בתפקוד זיכרון העבודה.
כמו כן, בבחינה של שינויים במבנים המוחיים בעקבות אימון מוחי שעשה שימוש במשחק מחשב נמצאה עליה משמעותית בכמות החומר האפור באזורים שונים במוח המקושרים למיומנויות המתורגלות במשחק.
בשנת 2014 פרסמה אוניברסיטת סטנפורד בשיתוף עם מכון מקס פלאנק להתפתחות האדם בברלין, מאמר דעה עליו חתמו 70 חוקרי מוח ופסיכולוגים קוגניטיביים מרחבי העולם. לטענתם, אין עדות אמפירית לכך שמשחקי מחשב עוצרים את הירידה הקוגניטיבית. בעוד שהממצאים הקיימים מראים שישנה תרומה לאורח חיים בריא ופעיל לאורך זמן. לדבריהם, "אין מחקרים המראים שמשחקי מחשב לאימון המוח מרפאים או מונעים את מחלת האלצהיימר או דמנציה" ואימון המוח לפרק זמן מסוים אינו מחסן מפני שינויים תלויי הגיל. השיפור הקוגניטיבי שנמצא, לא נמשך לאחר הפסקת האימון.
במחקר אורך שפורסם בשנת 2014 דווח שאנשים מבוגרים שעברו תוכנית של אימון מוחי הראו שיפור קוגניטיבי ושימור של רמת התפקוד בהשוואה לקבוצת ביקורת גם לאחר עשור. האימון המוחי הוביל לשיפור משמעותי ומובהק במיומנויות הקוגניטיביות שתורגלו. השפעות האימון דעכו לאורך השנים, כל שאימון הזיכרון השפיע לפחות במשך 5 שנים, לעומתו אימון קצב עיבוד המידה והחשיבה הלוגית (reasoning) ניכרו לפחות במשך 10 שנים. אף על פי שההשפעה של האימון על התפקוד היום יומי הייתה צנועה, רוב המשתתפים בקבוצת האימון דיווחו על פחות קשיים בתפקוד היום יומי בהשוואה לקבוצת הביקורת.
תעשיית האימון המוחי.
חברות מסחריות רבות שואפות להפיק רווחים מ"שיגעון" האימון המוחי.
בעקבות זאת תוכנות ממוחשבות לאימון מוחי, המכונות גם "משחקי מוח" (brain games) תופסות נתח הולך וגדל של השוק.
באופן מסורתי תהליך השיווק נוהג להדגיש את התועלת ולהגזים בתיאור היתרונות של המוצר המפורסם.
הטענה השיווקית גורסת שהמוח הוא כמו שריר אשר מתחזק עם השימוש בו.
חלק מהחברות המסחריות בתחום מציגות רשימה של יועצים ומחקרים שלכאורה תומכים בטענותיהם, אך במקרים רבים המאמרים המאוזכרים קשורים רק באופן חלקי לאותן חברות ולמוצרים שהן מוכרות, או שאינם מציגים בסיס נתונים מספיק רחב ואמין כדי להסיק את המסקנות המיוחסות להם.
אף על פי שנמצא שמיומנויות קוגניטיביות מסוימות ניתנות לאימון, טרם נמצא קשר בין תוכנות מסחריות לאימון מוחי לעלייה כללית בתפקודים המוחיים של האדם.
מחקר בודד שבוצע על ידי חוקרים בעלי אינטרסים כלכליים במוצר, או ציטוט בודד ממדען שתומך במוצר אינם ראיות מספיקות לכן שהמוצר נבדק כראוי.