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两南大学硕十学伊论文摘要 创造性思维中新颖性产生的脑机制 发展与教育心理学专业硕士研究生王敏 指导教师张庆林教授 摘要 创造性具有新颖性、模糊性、含蓄性、外显性、矛盾性和发散性等，它是人 类高级认知发展的象征。人类的认知具有超越已有知识经验、生成新知识的能力， 这种生成过程可以用严格的实验加以研究。根据以往大量研究表明，对于创造性 脑机制的研究涉及到了很多方面，运用不同的实验方法、技术、材料等，不断探 索创造性在大脑中的加工表现，哪些脑机制与创造性是联系和影响的。首先，创 造性是一个复杂的过程，探索创造性的脑机制，前提需要把创造性“提纯，哪 些过程真正是创造性发生和产生的过程，如果混杂了其它认知过程，那么得出的 结果往往会不一致甚至有出入；其次，有关创造性脑机制的研究，更多的研究者 关注的是创造性的新颖性，因为新颖性是创造性思维的一个重要特征，它蕴含在 顿悟、定势转移和远距离联想等思维活动的过程中。但是由于没有把新颖性从整 个思维过程中分离出来，它“在什么时候在大脑的什么位置产生”仍然是个谜。 实验一采用简单组合图形作为想像的材料和对象，通过指导语引发两种认知 加工：创造想像和再造想像，利用高时间分辨率的脑电技术( e r p ) 记录和分析 两者的脑内时程动态变化，为深入揭示创造性中新颖性产生的脑机制提供直接的 脑电证据。实验一主要发现创造想像与再造想像的差异波有一个明显的差异波幅 p 5 2 0 5 5 0 m s ，偶极子溯源分析此波幅主要激活大脑额叶部位。 实验二采用汉字和起“催化 作用的情景照片作为实验材料探讨汉字新语义 产生的脑机制。记录并分析了语义产生过程中高时间分辨率的e r p s 并进行偶极 子溯源分析，因此能更精确地研究不同过程激活的时间进程和大脑定位，能为揭 示创造性思维过程中新颖性产生的脑机制提供更有价值的依据。实验二主要发现 新语义与原语义的差异波有一个明显的波峰p 4 4 5 m s ，且主要激活额叶下回。 本研究表明，创造性思维中新颖性产生的时刻在刺激呈现之后的4 0 0 5 0 0 m s 左右，且大脑的额叶部位与新颖性产生密切相关。 关键词：创造性思维 新颖性i ：r p 两商大号：硕十学伊论文 a b s t r a c t t h en e u r a lm e c h a n i s mo f n o v e l t yg e n e r a t e df r o m c r e a t i v et h i n k i n g m a jo r ：d e v e l o p m e n t a la n de d u c a t i o n a lp s y c h o l o g y a u t h o r ：w a n gm i n t u t o r ：p r o f e s s o r z h a n gq i n g l i n a b s t r a c t c r e a t i v i t yw h o s ec h a r a c t e r sa r en o v e l ，a m b i g u o u s ，i m p l i c i t ，o v e r t ，c o n f l i c ta n d d i v e r g e n t ，i ti st h ed e v e l o p m e n to fh u m a nh i g h e rc o g n i t i v es y m b 0 1 h u m a nc o g n i t i v e e x p e r i e n c et h a tg o e sb e y o n dt h ee x i s t i n gk n o w l e d g et og e n e r a t en e w k n o w l e d g e ，t h i s f o r m a t i o np r o c e s sc a nb er i g o r o u se x p e r i m e n t a ls t u d yi t b a s e do np r e v i o u s l a r g e s t u d i e sh a v es h o w nt h a tb r a i nm e c h a n i s m sf o rc r e a t i v er e s e a r c h i n v o l v e sm a n y a s p e c t s ，t h e u s eo fd i f f e r e n te x p e r i m e n t a l m e t h o d s ，t e c h n i q u e s ，m a t e r i a l s ，a n d c o n s t a n t l ye x p l o r ec r e a t i v ee x p r e s s i o ni nt h eb r a i np r o c e s s i n g ，b r a i nm e c h a n i s m w h i c hi sl i n k e dw i t hc r e a t i v i t y f i r s to fa l l ，c r e a t i v i t yi sa c o m p l e xp r o c e s s ，e x p l o r et h e c r e a t i v eb r a i n ，t h ep r e m i s en e e dt om a k e c r e a t i v i t y “p u r e ”，w h i c hr e a l l yi st h ec r e a t i v e p r o c e s sa n dp r o d u c t i o np r o c e s so c c u r s ，i fm i x e dw i t ho t h e rc o g n i t i v ep r o c e s s e s ，t h e n t h er e s u l t sa r eo f t e ni n c o n s i s t e n te v e nd i f f e r ；s e c o n d l y , t h ec r e a t i v eb r a i n m e c h a n i s m ， m o r er e s e a r c h e r sa r ec o n c e r n e dt h a tt h ec r e a t i v en o v e l t y , b e c a u s et h en o v e l t yi sa n i m p o r t a n tf e a t u r eo fc r e a t i v et h i n k i n g , i ti sc o n t a i n e di nt h ei n s i g h t ，t h es e ts h i f t ， r e m o t ea s s o c i a t i o na n ds oo n h o w e v e lt h ea b s e n c eo ft h e n o v e l t yo ft h ew h o l e t h i n k i n gp r o c e s so fs e p a r a t i n gi t w h e np r o d u c e di nt h eb r a i nw h a tp o s i t i o n ”r e m a i n s a m y s t e i ne x p e r i m e n t1w eu s e da s i m p l ec o m b i n a t i o no fm a t e r i a l sa n dg r a p h i c sa sa n i m a g i n a r yo b j e c t ，c a u s e db yt w ok i n d so fc o g n i t i v ep r o c e s s i n gl a n g u a g eg u i d e ： c r e a t i v ei m a g i n a t i o na n dr e p r o d u c t i v ei m a g i n a t i o n ，u s eo fh i g ht i m er e s o l u t i o no f t e c h n o l o g y ( e r p ) r e c o r d i n ga n da n a l y s i so fb o t ht h eb r a i nw h e nd y n a m i cc h a n g e p r o c e s s ，i no r d e rt of u r t h e rr e v e a lt h ec r e a t i v en o v e l t yp r o d u c e di nt h eb r a i n m e c h a n i s mt o p r o v i d ed i r e c te v i d e n c e o fb r a i nm e c h a n i s m i tw a sf o u n dt h a t s i g n i f i c a n td i f f e r e n c ew a v ea m p l i t u d eo fp 5 2 0 5 5 0 m se x i s t e db e t w e e nc r e a t i v e i m a g i n a t i o na n dr e p r o d u c t i v ei m a g i n a t i o n t h er e s u l to fd i p o l ea n a l y s i sw a st h e d i f f e r e n c ew a v e m o s t l ya c t i v a t e dt h ef r o n t a lb r a i n i ne x p e r i m e n t2w eu s e dc h i n e s ec h a r a c t e r sa n dt h e p l a y ”c a t a l y s t ”o ft h es c e n e s i i 两南人学硕十学何论文 a b s t r a c t p h o t o so fc h i n e s e c h a r a c t e r sa st h ee x p e r i m e n t a lm a t e r i a l sp r o d u c e dt h en e w s e m a n t i c so ft h eb r a i nm e c h a n i s m r e c o r d e da n da n a l y z e dt h ep r o c e s so fs e m a n t i c s p r o d u c eh i 曲t i m er e s o l u t i o no fe r p sa n dd i p o l ea n a l y s i sc o n d u c t e d ，i tc a nm o r e a c c u r a t e l ys t u d yt h et i m ec o u r s eo fa c t i v a t i o n o fd i f f e r e n tp r o c e s s e sa n db r a i n m a p p i n g ，c a l l r e v e a lt h ec r e a t i v e t h i n k i n gp r o c e s so ft h eb r a i nm e c h a n i s mo f p r o d u c t i o no fn o v e l t y p r o v i d ea m o r ev a l u a b l eb a s i s i tf o u n dan e wm e a n i n gw i t ht h e m a i nd i f f e r e n c eb e t w e e nt h en o v e la n do r i g i n a ls e m a n t i c so fa no b v i o u sw a v ec r e s t p 4 4 5 m s a n dm a i n l yf r o n t a ll o b ea c t i v a t i o n t h i ss t u d ys h o w st h a tt h em o m e n to fn o v e l t yp r o d u c e di nc r e a t i v et h i n k i n ga f t e r t h es t i m u l u so n s e ta r o u n d4 0 0 5 0 0 m s ，a n dt h ef r o n t a ll o b eo ft h eb r a i nc l o s e l y a s s o c i a t e dw i t ht h ep r o d u c t i o no fn o v e l t y k e yw o r d s ：c r e a t i v et h i n k i n gn o v e l t y e r p i i i 独创性声明 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中引用他 人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡 献的老师、朋友、同仁在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者：签字日期： 20 10 年4 月2 5日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究 生院( 筹) 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密，口 保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：寻级 导师签名： 扣淄二 签字日期：20 10 年4月25 日签字日期：20 10 年4 月2 5 日 两商人学硕十学何论文1 引言 1 引言 现在多数心理学家认为创造性有两个关键要素，即“新颖性 和“适用性”， 将创造性定义为个体产生新颖奇特具有实用价值的观点或产品的能力 ( s t e r n b e r g ，1 9 9 9 ) 。从狭义上说，凡是对某一具体的思维主体而言，具有新 颖、独特意义的任何思维，都可称之为创造性思维。过去1 0 年里，不少心理学 家采用具有高空间分辨率的脑成像技术和具有高时间分辨率的脑电技术对创造 性思维进行了不同侧面的研究，取得了较为丰硕的成果。研究者们用不同的实验 任务和实验范型、从不同的角度对创造性思维的脑机制进行了一些有益的探索， 已有的研究集中于顿悟、发散性思维、远距离联想、言语创造性和图画创造性的 对比等。下面将简要介绍这些领域的相关研究。 1 1 顿悟的脑机制研究 在顿悟的脑机制研究中，l u oj 等( 2 0 0 4 ) 采用功能磁共振成像( f m r i ) 技 术，研究了在顿悟问题解决过程中打破思维定势的脑机制。实验材料使用“啊哈” 谜语，有一类是无法用常规方式去理解的谜语，需要打破思维定势；另一类是用 常规方式就能想到答案。需要打破思维定势的“啊哈”谜语中通常有一个关键概 念，这个概念具有两种含义，即一个优势含义和一个弱势含义。往往需要舍其优 势含义而取其弱势含义才能顿悟，因此在这个过程中不可避免地包含认知冲突和 定势转移。结果显示：需要打破思维定势的顿悟项目与常规的一般项目相比，有 明显的前扣带回( a c c ) 与左腹外侧前额叶( 1 v l p f c ) 的激活。研究者认为，前 扣带回参与认知冲突，左腹侧前额叶参与打破思维定势。 采用经典的吉尔福特的火柴棒问题，g o e l 和v a r t a n i a n ( 2 0 0 5 ) 使用f m r i 技 术考察1 3 个正常被试在发散性思维任务中前额叶的参与状况，这种任务中包含 思维定势转移。通过比较火柴棒任务与基线任务，结果显示：右腹外侧前额叶 ( r ig h tv e n t r a ll a t e r a lp f c ) 和左背外侧前额叶( 1 e f td o r s a ll a t e r a lp f c ) 被激活。再进一步比较成功解决了火柴棒问题与未成功解决问题的脑激活区域情 况，结果显示：右腹外侧前额叶( r v l p f c ) 、左侧额中回( 1 e f tm i d d l ef r o n t a l g y r u s ) 和左侧额极( 1 e f tf r o n t a lp o l e ) 有明显激活。因此，研究者认为，右 腹外侧前额叶是思维定势转移的关键脑区。 张庆林等人( 张庆林，邱江等，2 0 0 5 ) 提出了顿悟的原型启发理论：现实生 活中的创造性思维，主要是通过原型启发实现的；在实验条件下，正确提取( 激 活) 相关的原型并从中获取关键性启发信息，是获得创造性问题解决的关键。实 验发现，“原型的激活是自动加工，而“原型中所包含的关键性启发信息的 两南大学硕十2 何论文1 引言 利用”则是控制加工( 曹贵康，杨东，张庆林，2 0 0 6 ；陈丹百，张庆林，严霞等， 2 0 0 8 ) 。为了进一步探讨原型启发的脑机制，o i uj 等( 2 0 0 8 ) 采用f m r i 技术 考察被试在顿悟性的解决汉字字谜问题时的大脑活动。研究发现，相对于非顿悟 条件的脑激活，在顿悟条件下，楔前叶( p r e c u n e u s ) 、左侧额下和中回( 1 e f t i n f e r i o ra n dm i d d l ef r o n t a lg y r u s ) 、枕叶下回( i n f e r i o ro c c i p i t a lg y r u s ) 和小脑( c e r e b e l l u m ) 有明显的激活，其中楔前叶与情景记忆的成功提取( 原型 激活) 有关，左侧额下和中回与形成新异联系和打破思维定势( 原型中所包含的 关键性启发信息的利用) 有关，枕叶下回和小脑与对字谜的再审视和注意的重置 ( 评价产出是否适合于新颖性的要求) 有关。 从上述实验研究结果可见，腹外侧前额叶、左侧额下和中回、前扣带回、楔 前叶、以及枕叶下回和小脑都对顿悟具有重要作用，但是这些脑区在顿悟中的作 用还不十分清晰，有待进一步研究。 1 2 发散性思维的脑机制研究 在发散性思维的脑机制研究中，j a u s i o v e c ( 2 0 0 0 ) 采用脑电技术考察发散 性思维和聚合性思维这两种思维的q 波( 8 1 3 h z ) 脑电活动。实验采用两类问题： 一类是开放问题和开放答案，如辨证问题，包括阅读问题和写作问题；一类是闭 合问题和开放答案，如发散性思维问题，包括三个言语性问题和三个图形问题。 结果显示，高创造性被试相比其他被试有更高的q 波功率。通过对ql ( 7 9 1 0 0 h z ) 波段的相干分析发现，在两类问题上高创造性个体都要比创造性一般个体在 大脑两半球之间和半球之内都表现出更多协作。尤其是在辨证问题上，额叶和顶 叶、颞叶、枕叶有着密切联系。对q2 ( 1 0 1 1 2 9h z ) 波段的相干分析发现， 高创造性个体在辨证问题上表现出更多的脑区协作，但在发散性思维问题上脑区 协作较少，也许发散性思维问题要求的创造性并不高。由此，创造性个体的大脑 各区域更能产生远距离联系，且在额叶内有更多的协作。 对发散性思维和聚合性思维进行比较，r a z o u m n i k o v a ( 2 0 0 0 ) 采用脑电技术 考察了3 6 名男性被试在这两种思维中的不同脑电模式。结果显示，聚合性思维 在大脑前部和右部引发较大的01 ( 4 6 h z ) 波段相干值，发散性思维在大脑前部 皮层显示出0 ( 4 8 h z ) 波段波幅降低以及b2 ( 2 0 3 0 h z ) 波幅和相干的大幅增 加，发散性思维需要两半球紧密的交互作用。更进一步，f i n k 等( 2 0 0 6 ) 采用 事件相关去同步化( e v e n t r e l a t e dd e s y n c h r o n i z a t i o n ，e r d ) 方法考察被试在 发散性任务上脑电q 波( 7 1 3 h z ) 的同步性变化。两项实验任务都是要求被试想 出尽可能多且新奇的结果。为了研究产生新奇结果过程中的脑电活动，将每个被 2 两南大学硕+ 学伊论文1 引言 试的回答分为高新颖性的和低新颖性。结果显示，前者在大脑皮层后部特别是中 央顶叶伴随有更强的q 波事件相关去同步化。 c h d v e z e a k l e 等( 2 0 0 7 ) 采用单光子发射计算机断层显像( s p e c t ) 技术考 察高创造性被试和低创造性被试在事物不寻常用途任务上的脑血流变化。结果显 示，前者比后者的脑血流显著增加的区域有：右嘴峰( r i g h tc u l m e n ) 、右中央 前回( r i g h tp r e c e n t r a lg y r u s ) 、右额叶肠回( r i g h tf r o n t a lr e c t a lg y r u s ) 、 双侧额叶中回( 1 e f ta n dr i g h tm i d d l ef r o n t a lg y r u s ) 、左颞下回( 1 e f ti n f e r i o r g y r u s ) 、左额叶眶回( 1 e f tf r o n t a l o r b i t a lg y r u s ) 和右小脑( r i g h t c e r e b e l l u m ) 。其中左额叶眶回涉及定势转移，背外侧前额皮层和小脑涉及工作 记忆。小脑不仅可以使认知功能更迅速、更有效率和适应性，与语言调整、注意 和视空过程有关，还参与情绪反应。结果证实，与创造性相关的脑结构涉及到了 认知、情绪、工作记忆和新异反应等。另外，研究表明，在发散性思维结果评价 的三个维度中，流畅性和灵活性主要与左额叶下回相关，流畅性与双侧下顶叶( 多 通道同化区域) 和右中央后回( 初级感觉区) 相关，新异性主要与颞上回和小脑 扁桃体相联系。 综合上述脑电和脑成像研究可以得出，发散性思维需要多个存储有不同形式 知识脑区的共同作用，创造性观念的产生是脑系统高度分布式加工的结果。 1 3 远距离联想的脑机制研究 在远距离联想的脑机制研究中，r a z u m n i k o v a ( 2 0 0 7 ) 采用脑电技术考察了 远距离联想的脑皮层活动。实验条件为经典的远距离联想任务，控制条件为简单 联想任务和睁眼休息。对三种任务下脑电数据进行功率谱分析和相干分析显示： 与简单联想任务和睁眼休息相比，远距离联想任务的b2 ( 2 0 3 0 h z ) 波段的功率 值和相干值在大脑各区域有显著增加；o1 ( 4 、6 h z ) 功率值在大脑额叶皮层有显 著增加；q 波( 8 1 3 h z ) 在大脑后部去同步化显著增加并且ql 波( 8 l o h z ) 在 前额叶区相干性降低。在远距离联想任务中的新颖性分数与在两半球的额顶联合 区的b2 和左侧顶颞联合区的q1 的相干性成正相关。r a z u m n i k o v a 认为，0l 主要与精细的持续注意有关，q1 主要与工作记忆的保持相关，d2 在远距离联 想中起到识别的调节作用。 b e c h t e r e v a 等( 2 0 0 4 ) 采用正电子发射计算机断层显像( p e t ) 技术考察了 远距离联想的脑血流变化。通过测验任务和控制任务的对比分析发现：渐进式远 距离联想主要激活左侧颞中回( 1 e f tm i d d l et e m p o r a lg y r u s ) 和顿悟式远距离 联想主要激活左侧缘上回( 1 e f ts u p r a m a r g i n a lg y r u s ) 。以往研究证明左侧颞 两南人学硕十伊论文1 引言 中回涉及言语工作记忆，任务切换和想像；左侧缘上回涉及任务切换，想像和计 划等。因此，研究者认为在创造性思维过程中，左侧颞中回和缘上回与认知灵活 性和想像有着密切联系。 在创造性故事生成任务中，h o w a r d - j o n e s 等( 2 0 0 5 ) 采用f m r i 技术考察 了8 个被试的脑血流变化。每次呈现给被试3 个单词( 有语义联系或无语义联 系) ，要求被试用所给的3 个单词编造一个故事( 有创造性的或无创造性的) 。实 验分为四种条件：无语义联系编造有创造性故事、有语义联系编造有创造性故事、 无语义联系编造无创造性故事、有语义联系编造无创造性故事。行为数据有5 名独立评判者进行评分。结果表明，在无语义联系编造有创造性故事条件下被试 的成绩最好，在有语义联系编制无创造性故事条件下被试的成绩最差。对脑成像 数据进行分析：相比无创造性任务，有创造性任务主要在前额叶，包括双侧额叶 中央和左侧扣带前回有激活。 从上述研究可见，远距离联想任务的解决，需要大脑额叶和顶枕颞叶相互协 作和互补，其中大脑左侧颞中回和缘上回以及右侧额叶和左侧扣带回对远距离联 想具有关键作用。 1 4 不同材料与不同个体之间的创造性脑机制研究 在使用不同材料进行创造性的对比研究中，c h d v e z e a k l e 等人( 2 0 0 4 ) 采 用单光子发射计算机断层显像( s p e c t ) 考察1 2 个创造性个体在托伦斯创造性思 维测验( t t c t ) 中图画和言语创造性任务所引发的脑血流变化。结果显示在图画 和言语创造性任务中被试的右中央前回( r i g h tp r e c e n t r a lg y r u s ) 有显著激活。 在图画创造性任务中还出现右前小脑( r i g h ta n t e r i o rc e r e b e l l u m ) 的显著激 活；在言语创造性任务中激活右中央后回( r i g h tp o s t c e n t r a lg y r u s ) 、左额中 回( 1 e f tm i d d l ef r o n t a lg y r u s ) 、右额叶肠回( r i g h tr e c t a lg y r u s ) 、右下 顶叶( r i g h ti n f e r i o rp a r i e t a ll o b u l e ) 和右海马旁回( r i g h tp a r a h i p p o c a m p a l g y r u s ) 。由此，t t c t 中的图画和言语任务与大脑的多个区域相联系，这些区域 涉及多通道信息加工，复杂认知功能和情绪过程等，且创造性观念的产生是脑系 统高度分布式加工的结果 为了研究不同个体之间的创造性，b h a t t a c h a r y a 等人( 2 0 0 5 ) 采用多导脑 电技术考察了画家和非画家创造性想像的不同脑电特征。实验要求被试在心里根 据自己的选择画出一幅画。通过与休息状态对比分析显示：画家比非画家表现出 显著的6 波( 4 h z ) 波段短时和长时的同步化增强；非画家在额叶区表现出了b 波( 1 3 3 0 h z ) 和y 波( 3 0 7 0 h z ) 的短时的同步化增强。通过对比两组被试在创 4 两南人7 ：硕十学伊论文1 引言 曼曼曼皇曼皇曼皇曼皇曼皇曼曼曼兰曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼曼皇曼曼皇罾置曼量曼曼曼曼曼量曼曼曼量曼曼曼曼曼曼曼曼鼍曼鼍曼曼曼曼曼皇i i 皇曼曼量曼毫皇 造性想像任务上的脑电结果：画家相比非画家在右半球有显著的6 波( 4 h z ) 波 段的同步化和q 波( 8 1 3 h z ) 波段的去同步化。画家在低频段上的高度同步化可 能与更多高级的视觉艺术记忆和自上而下的加工过程有关。总之，在创造性想像 任务中，画家与非画家大脑内枕叶之间的功能协作完全不同。 从上述两项研究中可以发现，创造性观念的产生涉及多个大脑区域，言语创 造性主要激活的有双侧额叶中央尤其是右侧额叶，左侧颞中回和缘上回；图画创 造性除激活上述区域外还激活右前小脑。 两南人学硕十学何论文2 创造性脑机制研究的意义 2 创造性脑机制研究的意义 创造性具有新颖性、模糊性、含蓄性、外显性、矛盾性和发散性等，它是人 类高级认知发展的象征。人类的认知具有超越已有知识经验、生成新知识的能力， 这种生成过程可以用严格的实验加以研究。揭示创造性的脑机制不仅在心理学上 具有重要的理论意义，也具有重要的现实价值。在实践方面，创造性被运用到教 育、文化、科学、经济等领域。创造性是人在创造活动中的能动性，是人的本质 属性之一，是人特有的创造活动的特性。马克思曾说过：“人类生产活动也就是 人类生活，这是创造生命的生活。生产活动的性质包含着一个物种的全部特性， 而自由自觉的活动恰恰就是人类的特性。人类的创造性活动就是这种自由自觉的 活动。大脑是人类心理的机能，研究创造性的脑机制，为揭示创造性的心理过 程有着重要的意义。 6 两南人学硕十学位论文 3 问题提f l j 3 问题提出 从文献综述部分可以看出，对于创造性脑机制的研究涉及到了很多方面，运 用不同的实验方法、技术、材料等，不断探索创造性在大脑中的加工表现，哪些 脑机制与创造性是联系和影响的。 第一，创造性是一个复杂的过程，探索创造性的脑机制，前提需要把创造性 “提纯 ，哪些过程真正是创造性发生和产生的过程，如果混杂了其它认知过程， 那么得出的结果往往会不一致甚至有出入。根据以往的研究，设置的实验条件是 创造性的，而控制条件是非创造性的，但是控制条件的过程是否与创造性过程同 质而仅仅是创造性发生和产生的那一刻不同? 如果无法保证实验条件与控制条 件的同质，那脑机制的结果可以完全解释创造性吗? 尤其是使用不同材料和不同 创造性个体，其中的干扰因素更多，而不仅仅是创造性与非创造性。 第二，有关创造性脑机制的研究，更多的研究者关注的是创造性的新颖性， 因为新颖性是创造性思维的一个重要特征，它蕴含在顿悟、定势转移和远距离联 想等思维活动的过程中。但是由于没有把新颖性从整个思维过程中分离出来，它 “在什么时候在大脑的什么位置产生 仍然是个谜。或许揭示了新颖性就为创造 性的探索推进了一大步。 7 两南大学硕十学伊论文4 实验一创造性中新颖性的产牛对图形创造想像的脑机制 曼曼曼蔓曼曼蔓曼i i 曼曼曼曼曼皇曼舅曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼皇曼曼曼曼量曼曼曼曼曼曼寰曼量量量舅蔓量曼曼曼曼曼曼! 曼曼! 曼! 蔓! ! 蔓! 舅曼舅曼曼蔓曼曼曼 4 实验一创造性中新颖性的产生对图形创造想像的脑 机制 4 1 实验目的 本研究试图采用简单组合图形作为想像的材料和对象，通过指导语引发两种 认知加工：创造想像和再造想像，利用高时间分辨率的脑电技术( e r p ) 记录和 分析两者的脑内时程动态变化，为深入揭示创造性中新颖性产生的脑机制提供直 接的脑电证据。 4 2 方法 4 2 1 被试 1 6 名来自国内某著名高校的本科学生( 8 男8 女) ，年龄1 9 2 3 岁( 平均2 1 岁) ，被试皆为右利手，没有生理或精神方面的疾病，视力或者矫正视力正常， 做完实验后被试均获取适量报酬。 4 。2 2 实验材料 采用1 8 0 张简单组合图形，都是有两个基本平面图形组合而成，例如：正方 形与三角形组合，圆形与梯形组合等。其用于创造想像与再造想像任务各有9 0 张。例如： 出衫 4 2 3 实验程序 采用简单的练习一正式实验程序，每个被试都要完成创造形象与再造想像两 种任务，两种任务完成顺序在被试内平衡抵消。创造想像实验的指导语：“这个 简单组合图形是一个目前现实生活中不存在的但是将在未来博览会可能展出的 一个什么新事物或新产品? 这个想像过程就是需要您在脑海里形成一个新事物 或新产品的画面，然后需要您在3 秒内按键，如果您想像出来了就按a 键并口头 报告您想像的事物或产品，如果没有想像出来就直接按d 键”。再造想像实验的 指导语与创造想像类似，但是要求被试想像“这个图形是一个现实生活中已经存 在的什么事物? 首先在屏幕中央呈现一个持续3 0 0 m s 的注视点“+ ”，然后呈现个随机空屏 两南大学硕十学伊论文4 实验一创造性中新颖性的产生对图形创造想像的腑机制 ( 2 0 0 一- - 4 0 0 m s ) ，最后呈现个简单组合图形，持续3 s ，被试在3 s 内按照指导 语进行想像，想出按a 键并报告，没有想出按d 键。为了确保被试按键与想像结 果是符合的，被试是诚实按键的，我们在被试练习实验前告诉被试：“我们通过 脑电波可以反映出你按a 或d 键与你想像的结果是否符合，所以需要你依照指导 语认真想像与诚实按键 。 在练习阶段，让被试熟悉实验程序和熟练实验操作，并且从被试的叙述中得 知：“练习的多，我想像的就越有感觉，越容易想出来”，练习次数由被试决定， 直到被试认为自己很熟悉很熟练了，就开始正式实验。实验时被试静坐于实验室 里，两眼注视屏幕中央，眼睛距屏幕6 0 c m 左右，要求被试尽量少动，刺激呈现 时尽量不眨眼，尽可能快而准地作出按键反应。 当被试报告图形的想像内容后，同时进行有两种评估方式：一种是客观评估 方式，一个独立的小组根据一致性评估技术( a m a b il e ，t 1 9 9 6 ) 评价创造想像和 再造想像的质量，这种技术通过小组成员用自己独立的标准评价结果的新颖性， 提供对新颖性的一般测量，每个评分者依据利克特量表对被试报告的每个结果进 行评分( 在创造想像阶段是三点评分：1 、无新颖性，2 、一般的，3 、有新颖性； 在再造想像阶段是两点评分：1 、不是再造事物，2 、是再造事物) ，所有评分者 不知道实验的条件，但知道被试的任务，评分小组由两人组成：硕士二年级、三 年级学生各一名，评分者熟悉创造性思维产生的领域，因此，他们符合a m a b i l e 提出的鉴别合适评分者的标准；另一种是主观评估方式，被试在简短的报告创造 和再造想像事物之后，按键评价结果的质量，其中在创造想像阶段是三点评分 ( “无新颖性按1 键，“一般的”按2 键，“有新颖性 按3 键) ，在再造想像阶 段是两点评分( “不是再造事物”按1 键，“是再造事物”按2 键) ，实验结束 后计算出两名客观评估者的一致性系数，客观评估者和每个被试主观评估之间的 一致性系数。 4 2 4e e 6 记录和分析 使用德国b r a i np r o d u c t s 公司的e r p 记录与分析系统，按国际l o 一2 0 系 统扩展的6 4 导电极帽记录e e g ，以双耳乳突的连线作为参考电极，双眼外侧安 置电极记录水平眼电( h e o g ) ，左眼上下安置电极记录垂直眼电( v e o g ) 。每个电 极处的头皮电阻保持在5 kq 以下。滤波带通为0 0 5 8 0 h z ，采样频率为5 0 0h z 导。完成连续记录e e g 后离线( o f fl i n e ) 处理数据，自动校正v e o g 和h e o g ，并 充分排除其他伪迹。根据本实验的目的，只分析图形呈现以后所诱发的e r p 。 根据e r p 总平均图，选择2 8 个电极位置进行统计分析( a f 3 ，a f 4 ，f 3 ，f 1 ， 9 两南人学硕十学伊论文4 实验一创造件中新颖性的产生对图形创造想像的脑机制 f z ，f 2 ，f 4 ，f c 5 ，f c 3 ，f c l ，f c z ，f c 2 ，f c 4 ，f c 6 ，c 5 ，c 3 ，c 1 ，c z ，c 2 ，c 4 ， c 6 ，c p 5 ，c p 3 ，c p l ，c p z ，c p 2 ，c p 4 和c p 6 ) 。用二因素重复测量方差分析对平 均峰值进行了分析，二个因素分别为电极点和两类想像。分析时程( e p o c h ) 为汉字呈现到被试按键的平均时间。方差分析的p 值采用g r e e n h o u s eg e i s s e r 法校正，脑电地形图由6 4 导数据得出。 4 2 5 偶极子溯源分析 使用b r a i ne l e c t r i c a ls o u r c ea n a l y s i sp r o g r a m ( b e s a ，v e r s i o n5 0 ) 软 件，选择四壳球头模型，对e r p 数据进行偶极子溯源分析。为了探讨创造想像和 再造想像产生的神经机制，提高源定位的精度，选取“创造和“再造”条件所 诱发的e r p 差异波首先进行主成分( p c a ) 分析，确定偶极子个数后，软件自动 确定偶极子的位置，以相应的残差作为偶极子定位是否真实的评价指标。 4 3 结果 4 3 1 行为数据结果 基于被试报告的内容和主客观评估结果，由两个成员组成的评分小组的评分 者信度较好，实验的创造和再造想像两阶段的c r o n b a c h sa l p h a 分别是0 8 2 和0 8 3 ，且每个被试与客观评估者的一致性系数均超过了0 8 ，平均系数为o 8 5 ， 效度均较好。根据被试的主观评估，不是再造事物或者无新颖性( 包括一般的) 超过2 0 的被试数据剔除掉，最后对1 4 个被试的数据进行了分析。有新颖性和 是再造事物的平均百分比分别是8 4 和8 8 ，二者的平均反应时分别是1 7 1 8 m s 和1 4 5 0 m s 。重复测量方差分析表明它们之间差异显著，f ( 1 ，1 4 ) = 3 7 5 ，p 0 5 。 通过被试实验后的报告，我们了解到：被试确实能够按照我们的指导语要求去想 像，再造想像相对容易一些，只要回想一个已有的事物与这个图形差不多就可以 了，而创造想像较困难，需要从当前图形中挖掘出新颖的东西来。 4 3 2 脑电数据结果 根据差异波地形图( 见图1 ) 可以发现，“创造想像 比“再造想像”诱发 的p 5 2 0 5 5 0 成分主要分布于大脑前中部位。对p 5 2 0 5 5 0 的平均波幅进行二因素 重复测量的方差分析。结果显示，在两种条件下p 5 2 0 - 5 5 0 的差异显著，f ( 1 ，1 4 ) = 3 1 2 ，p o 0 5 ；另外，电极点与条件之间的交互作用均不显著，两种条件主要 在大脑前中部的电极点( 如c z ) 诱发的e r p 有明显的差异，与地形图的结果基 本一致。 1 0 ：卫銮：翟：箸鲨圣：蚕：耋兰：耋誓兰兰：= 翌：尘：耋誓堡盟盟銎型 w ) i t w 图l 创造和再造在c z 记录点所诱发的e r p 总平均图和差异波地形 43 3 偶极子溯源分析数据 使用b e s a 软件对“创造”和“再造”所诱发的e r p 差异波作偶极子溯源分 析。根据统计检验的结果，选定任务类型主效应显著的5 2 0 5 5 0 m s 时间窗口，进行 主成分分析( p c a ) 。在“创造”与“再造”差异波分析的p 5 2 0 5 5 0 m s 内，可以看 到有一个成分可以解释总变异的9 27 ，因此选定一个偶极子进行拟合，结果见 图2 ，该偶极子生要位于额叶( 三维坐标以t a l a i r a c h 为参考：x = 7 ，y = 2 5 ，z = 一9 ) ，残差为84 。 图2 “创造”和“再造”差异波的偶极子溯源分析结果 4 4 讨论 实验一结果表明，“创造想像”比“再造想像”诱发的p 5 2 0 5 5 0 m s 差异显 著主要分布于大脑前中部位，偶极子溯源分析得出该差异波主要激活大脑的额 叶部位。 国 两南大学硕十学伊论文4 实验一创造性中新颖性的产生对图形创造想像的脑机制 在实验一中，无论是创造想像还是再造想像，都要对当前图形进行加工， 从图形中提取和选择信息，获得符合要求的想像产品，前者是创新加工，后者是 常规加工，在想象的前阶段，两者之间没有差异，或许从图形中提取和选择信息 的功能是类似的，在想象的中后阶段，两者存在的差异或许表现在对图形提取和 选择信息的类型，创造想象提取和选择的是新颖信息，而再造想象提取和选择的 是常规信息。 依据本实验结果两者的差异表现在p 5 2 0 - 5 5 0 m s ，差异产生的时刻为刺激呈 现后的5 2 0 5 5 0 m s 之间，且偶极子定位于大脑的额叶部位，或许大脑的额叶部位 是产生创造性的来源。诸多研究的结果表明，左侧额叶参与那些被试可以自主控 制的信息加工过程，在于调节那些预料之内的、常规的认知冲突，是与a c c 相对 而言的( l u o ，j ，2 0 0 3 ，2 0 0 4 ) 。左侧额叶属于视觉空间信息加工区域，被试从 当前图形到搜索对应表象，离不开视觉信息加工，并且也有研究表明，左额中回 也参与信息提取与不同信息之间的选择( l u o ，j ，2 0 0 4 ) ，因此额叶在视觉信息 的提取和选择中是有着重要作用的，且依据创造和再造想像的结果，两种想像过 程的差异，即新颖性的产生，与额叶的活动是密切相关的。 1 2 西南大学硬士学位论文5 实验二创造性中新颗性的产生祝字新语义产生的脑机制 5 实验二创造性中新颖性的产生汉字新语义产生的脑 机制 5 1 实验目的 本研究采用汉字和起“催化”作用的情景照片作为实验材料探讨汉字新语义 产生的脑机制。记录并分析了语义产生过程中高时间分辨率的e r p s 并进行偶极 子溯源分析，因此能更精确地研究不同过程檄括的时间进程和大脑定位，能为揭 示创造性思维过程中新颖性产生的脑机制提供更有价值的依据。 5 2 方法 5 2 1 被试 西南地区某大学在校文理科学生共1 8 人，其中男女各半平均年龄2 l 岁。 被试皆为右利手，没有生理或精神方面的疾病，视力或者矫正视力正常