Quali sono alcuni giochi divertenti e impegnativi che sono mentalmente coinvolgenti, tassando la vigilanza del giocatore e la memoria di lavoro?

tl;dr: Tutti i giochi. Non un gioco qualsiasi, ma tutti.

La prima risposta istintiva a cui sono arrivato è stata, ovviamente, StarCraft. Tuttavia, dopo aver letto tutto il tuo post, penso che la tua risposta non sia in un singolo gioco.
EDIT: Ti concentri sui termini "concentrazione" e "memoria di lavoro", che tecnicamente è ben allenata con giochi come DOTA e StarCraft (strategia hardcore) insieme ad alcune altre abilità. Penso però che tu stia chiedendo dei giochi che tassano di più l'intelligenza generale (vedi sotto per la mia approssimazione dell'intelligenza generale).

I giochi sono anche la risposta?
Quando si incontrano una varietà di scenari, avere approcci per considerare vaste possibilità, ottimizzare strategie da zero molto rapidamente, eseguire bene le strategie pianificate, adattarsi rapidamente a circostanze inaspettate o non considerate, concentrarsi su ed elaborare una varietà di input simultaneamente e accuratamente, ecc è un modello ragionevole per l'intelligenza (parafrasando ciò che hai suggerito). I giochi sono più o meno tutto questo per il giocatore. I giochi in generale sono eccellenti per stimolare il vostro cervello, facendovi elaborare modelli per capire come funziona un universo nuovo di zecca e quali sono le sue regole. Diversi giochi, inoltre, sono spesso dotati di conoscenze specifiche del dominio, che vengono apprese in modo duraturo (chi non conosce tutta la storia di William Wallace e dei romani da Age of Empires, o non impara le distribuzioni di probabilità dal poker?)

Quindi quale gioco? È l'ecosistema di tutti i giochi. Nessun umano ha il tempo per questo, quindi cerchiamo di trovare dei criteri per quali giochi qui sotto. Soprattutto con l'avvento di internet e delle comunità globali costruite intorno ai buoni giochi. Giochi come StarCraft e LoL/DOTA/etc si evolvono nel senso che vengono costantemente patchati, ampliati, ecc, ma queste sono evoluzioni lente e incrementali, di solito non cambiano l'approccio generale al gioco in grandi modi (il che causerebbe un enorme flame-rage contro gli sviluppatori se lo facessero). Essere bravi o divertirsi in questi universi diventa più una questione di esecuzione e attenzione (che derivano essenzialmente da due cose: pratica ed esperienza), che credo siano aspetti dell'intelligenza, ma un sottoinsieme molto piccolo.

Perché nessun gioco singolo cerca di riempire questa nicchia?
Ogni singolo gioco deve porre dei limiti all'evoluzione del proprio universo. Questo perché dal punto di vista del business e del prodotto, non è fattibile per un singolo gioco non concentrarsi su un genere, uno stile e un pubblico ben definiti. Se non lo fanno, il gioco non rimarrà popolare tra i giocatori occasionali (che vogliono qualcosa di rilassante e diretto) o con i giocatori hardcore (che vogliono qualcosa che possono avere una traiettoria lineare per la padronanza, e identificare rapidamente se un gioco non è per loro). Non solo, se un giocatore prende un gioco che oggi si adatta al suo stile, ma domani non lo fa, si sentirà frustrato, annoiato e abbandonerà il gioco. Tutti i progettisti di giochi stanno fondamentalmente cercando di fornire ai loro giocatori divertimento, non frustrazione, quindi questo viene solitamente evitato.

Quindi quali giochi? Come faccio a mantenere il mio cervello sfidato con i giochi?
Questo è davvero difficile avere una risposta specifica. Penso che scegliere l'insieme di giochi per mettere alla prova la vostra mente si riduce a una combinazione di
a) Disciplina: evitate le comunità di internet il più possibile
b) Non affezionatevi: probabilmente va bene avere un gioco preferito a cui volete sempre andare quando non state cercando di mettere alla prova il vostro cervello, ma non affezionatevi ai giochi. Scegliere giochi come StarCraft o DOTA potrebbe essere un'abitudine da cui è difficile uscire, facendovi desiderare di giocarci ogni volta che avete un momento libero. Come hai detto tu, i giochi più semplici sono migliori. I giochi semplici possono ancora avere spazi di gioco ridicolmente grandi. Potrebbero essere risolti rapidamente dal corpus globale di giocatori che comunicano su di esso, ma la vostra sfida è quella di arrivare a queste soluzioni da soli il più presto possibile!
c) Diventate bravi a identificare se l'universo di un nuovo gioco ha qualcosa da offrirvi in termini di fornire nuovi scenari unici: Se si tratta di un clone di un clone con una grafica migliore e acquisti in-app, probabilmente stai scendendo sulla linea dell'esperienza-masterizzazione e meno tassante per la tua vigilanza. Generalmente i giochi indie sono quasi sempre il vostro miglior bacino per scegliere da qui.
d) Siate brutali con voi stessi: Concentratevi sul diventare bravi nel gioco. Datevi un lasso di tempo e un obiettivo basato sulla vostra comprensione olistica della portata del gioco. Se non siete riusciti a raggiungere l'obiettivo nel lasso di tempo stabilito, considerate che avete fallito. Giocate ancora un po' al gioco per chiudere, e poi passate al gioco successivo, e siate più intelligenti!

Dopo aver scritto questo post, ho voglia di adottare io stesso questa strategia. Anche se è sempre difficile staccarmi dai miei giochi preferiti, penso che la mia intelligenza e le mie capacità generali di gioco si svilupperanno molto più velocemente se faccio un ciclo di molti giochi rapidamente e mi pongo obiettivi brutali.