基于數(shù)字表征的發(fā)散性類比推理的神經(jīng)機(jī)制.pdf

1、創(chuàng)造性在我們的日常生活和工作學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要的作用。最近幾年，研究者對(duì)創(chuàng)造性的本質(zhì)和內(nèi)在機(jī)制的研究越來(lái)越有興趣，尤其是創(chuàng)造性的神經(jīng)機(jī)制，更是當(dāng)代創(chuàng)造性研究的重中之重。一些神經(jīng)影像研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)造性問(wèn)題解決卷入了較多的腦區(qū)，包括前額皮層(e.g.，F(xiàn)ink et al.，2009; Green et al.，2012; Zhanget al.，2013)，頂葉(Fink et al.，2009; Sieborger et al.，200

2、7)，顳葉(Chávez-Eakle etal.，2007; Fink et al.，2009)，以及視覺(jué)區(qū)域(e.g.，Howard-Jones et al.，2005).在這些研究中，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)都是言語(yǔ)材料和圖形材料，很少有數(shù)字材料。然而關(guān)于數(shù)字加工的創(chuàng)造性在生活中卻是意義非凡，著名數(shù)學(xué)家高斯小時(shí)候解決數(shù)學(xué)難題“計(jì)算1+2+3…+100=?”時(shí)候，巧妙的采用了算術(shù)級(jí)數(shù)對(duì)稱性，組合出了50組1+100，2+99，……49+52，5

3、0+51數(shù)對(duì)，答案就是:101×50=5050。不同于言語(yǔ)和圖形刺激材料，數(shù)字加工過(guò)程有著不同的心理表征(Dehaene，2005)和不同的神經(jīng)機(jī)制(Jia et al.，2011;Kadosh et al.，2005; Piazza et al.，2002; Richlandet al.，2007; Zhong et al.，2011)。但是很少有研究探究關(guān)于數(shù)字表征創(chuàng)造性或者發(fā)散性的神經(jīng)機(jī)制。
　　在本研究中，我們改編了Hof

4、stadter(1995)關(guān)于類比推理文獻(xiàn)中使用的數(shù)字類比刺激材料作為實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并借助于功能磁共振（functional Magnetic ResonanceImaging: MRI)來(lái)探究數(shù)字類比推理任務(wù)中，規(guī)則的發(fā)散性形成的神經(jīng)機(jī)制。
　　在正式實(shí)驗(yàn)之前，進(jìn)行了預(yù)實(shí)驗(yàn)。預(yù)實(shí)驗(yàn)的目的是評(píng)估實(shí)驗(yàn)材料是否可行，并為功能磁共振實(shí)驗(yàn)刺激所需時(shí)間提供依據(jù)和參考。有兩種實(shí)驗(yàn)任務(wù)，單一答案類比推理任務(wù)和多答案類比推理任務(wù)。類比推理任務(wù)的形式為

5、“A/B∷ C/？”，在每個(gè)刺激的上方，標(biāo)明該刺激屬于哪一類任務(wù)，“一個(gè)答案”或者“多個(gè)答案”。對(duì)于單一答案類比推理任務(wù)答案只有一個(gè)并且是唯一的，例如，在“1234554321/4∷5678998765/?”中，“8”是唯一的答案;對(duì)于多答案類比推理任務(wù)，每一個(gè)刺激都有三個(gè)可行的答案，例如，“4”，“3”和“2”都是該任務(wù)“7654334567/4∷6534224356/?”的答案。每一個(gè)答案都對(duì)應(yīng)一個(gè)特殊的規(guī)則，實(shí)驗(yàn)中，要求被試在沒(méi)有

6、時(shí)間限制的前提下盡量思考可行的答案，并且報(bào)告采用的規(guī)則。為了防止被試每次解決問(wèn)題都采用同樣的規(guī)則，實(shí)驗(yàn)中涉及了較多不同的規(guī)則，所以被試在完成任務(wù)的時(shí)候必須經(jīng)過(guò)努力思考而不是單純的套用簡(jiǎn)單規(guī)則。每種條件下，刺激材料有60個(gè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，被試能較好的完成單一答案類比推理任務(wù)，平均反應(yīng)是為3.23s(0.56s)，對(duì)于多答案類比推理任務(wù)，被試平均完成率為2.12個(gè)（0.45個(gè)），平均反應(yīng)時(shí)為12.33s(4.56s)。
　　在功能磁共

7、振實(shí)驗(yàn)中，刺激材料是從預(yù)實(shí)驗(yàn)中挑選的平均完成率大于等于2的刺激材料。不同于預(yù)實(shí)驗(yàn)的是，正式實(shí)驗(yàn)要求被試對(duì)于多答案類比推理任務(wù)，只需要想到兩個(gè)答案就可以。另外，作為基線的數(shù)字辨認(rèn)任務(wù)和類比推理有相似的結(jié)構(gòu)。不同點(diǎn)是在數(shù)字辨認(rèn)任務(wù)中，要求被試辨認(rèn)前三項(xiàng)(A，B，C)中是否有相同的數(shù)字。
　　行為結(jié)果指出，被試在完成三種不同任務(wù)[多答案類比推理任務(wù)(M=7538 ms，SEM=325 ms)，單一類比推理任務(wù)(M=2958 ms，SEM

8、=147 ms和基線(M=3020 ms，SEM=169 ms))]的反應(yīng)時(shí)有顯著地差異， F(2，19)=227.7，P＜0.001。另外，被試在三種任務(wù)[多答案類比推理任務(wù)(M=90％，SEM=2.1％)，單一類比推理任務(wù)(M=98％，SEM=0.2％)和基線(M=88％，SEM=1.5％）]的完成率上也達(dá)到顯著差異F(2，19)=13.14，p＜0.001。結(jié)果表明，多重類比推理任務(wù)卷入了更多的心理操作成分，所以會(huì)有較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)和

9、較低的完成率。
　　在影像數(shù)據(jù)上面，我們對(duì)比了三種不同類比推理實(shí)驗(yàn)任務(wù)的神經(jīng)激活來(lái)探究數(shù)字發(fā)散性思維的神經(jīng)機(jī)制。第一個(gè)影像數(shù)據(jù)對(duì)比是單一答案類比推理任務(wù)和基線任務(wù)，結(jié)果顯示，完成單一答案類比推理任務(wù)的認(rèn)知操作顯著的激活了左側(cè)額上回，左側(cè)額中回，右側(cè)中央后回等腦區(qū)。其次，我們的研究對(duì)比了多答案類比推理任務(wù)和基線的影像數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示，完成多答案類比推理任務(wù)的認(rèn)知操作顯著的激活了左側(cè)額上回，右側(cè)額中回，左側(cè)額中回，右側(cè)額中回，右側(cè)中央后