創造性思維的認知神經機制：基于EEG和fMRI研究證據

林郁泓 葉超群 劉春雷

（曲阜師范大學心理學院，曲阜273165）

1 引言

創造性（creativity）也叫創造力，即個體產生新穎獨特且具有社會價值和適用性產品或想法的能力（Sternberg＆Lubart，1996）。一般而言，創造性主要包括創造性思維、創造性人格、創造性行為、創造性成就等方面，其中創造性思維通常被視為創造性的核心（Fink＆Benedek，2014；劉春雷，王敏，張慶林，2009）。從1950年吉爾福特（Guilford）首次將創造性引入心理學領域開始，創造力研究雖經歷了跌宕起伏的研究趨勢，但創造性思維的研究卻一直不斷地深入 （Benedek，Christensen，Fink，＆Beaty，2019）。諸多研究者從不同的方面、不同的角度采用不同的實驗任務和實驗范式對創造性思維進行了一系列探索，比如發散性思維（divergent thinking）、聚合性思維（convergent thinking）、頓悟（Insight）、遠距離聯想能力、藝術創造力等（Dietrich＆Kanso，2010；Fink＆Benedek，2014；Luft，Zioga，Thompson， Banissy， ＆ Bhattacharya， 2018；Margulis，2017；羅勁，2004）。

當下，創造力越來越受到國家和社會的重點關注。尤其在神經影像技術（比如，腦電圖、功能性磁共振成像）快速發展的推動下，創造性思維的認知神經機制逐漸成為腦科學研究的重要主題之一（Fink＆Benedek，2014；劉春雷，王敏，張慶林，2009；沈汪兵，劉昌，陳晶晶，2010；沈汪兵，劉昌，袁媛，張小將，羅勁，2013；詹慧佳，劉昌，沈汪兵，2015）。腦電圖（e lectroencephalogram，EEG）有著高時間分辨率，能更加精細地分析創造性思維的時間序列變化以及相關的腦電成分的頻譜能量變化。比如，運用EEG研究創造性思維發現個體創造力與alpha腦電成分具有密切的關系以及時間序列關系（Beaty＆Silvia，2012；Dietrich＆Kanso，2010；Rominger et al.，2019；Schwab，Benedek，Papousek，Weiss，＆Fink，2014）。功能性磁共振成像 （functional m agnetic r esonance i maging，fMRI）的空間分辨率比較高，能夠精確地定位到與創造性思維產生相關的激活腦區以及多個腦區、多個腦網絡的動態協作（Beaty，Benedek，Kaufman，＆Silvia，2015；Beaty，Benedek，Silvia，＆ Schacter，2016；Dietrich＆Kanso，2010；Shi et al.，2018；Zabelina，Hechtman，Saporta，Grunewald，＆Beeman，2019）。鑒于此，本文對創造性思維認知神經機制領域內EEG和fMRI研究所取得的成果進行了梳理和綜合評述，并在此基礎之上對創造性思維認知神經機制進行了總結和討論，最后對于未來的研究方向進行了展望。

2 創造性思維的EEG研究

2.1 創造性思維與alpha事件相關同步化

Martindale等（1978）首次運用EEG進行創造性研究。他們發現高創造力個體相比低創造力個體展現了更強烈的alpha頻段（8～12Hz）能量。在之后的研究中，他們采用EEG進一步探究了創造力與alpha頻段能量的關系，研究發現高創造性個體在創造性思維產生過程中產生了更強烈的alpha頻段能量，但這種現象沒有在較低創造性個體中發現（Martindale＆Hasenfus，1978）。近二十年來，這種創造性思維產生過程中alpha能量增強的現象仍被不斷地重復發現，大量研究一致表明alpha頻段能量對于創造力的產生異常敏感。這種完成特定任務或事件時某一頻段能量增加的現象被稱為事件相關同步化 （event－related synchronization，ERS），反之，完成特定任務或事件時某一頻段能量減弱的現象被叫做事件相關去同步化（event－related desynchronization，ERD）（Pfurtscheller＆ Lopes da Silva， 1999； Pfurtscheller， Stancak， ＆ Neuper，1996）。

在運用EEG對創造性思維的認知神經機制進行探究時，主要存在兩種研究取向：一種是任務模式取向，即探討創造性任務與非創造性任務的腦功能差異；另一種是個體差異模式取向，即探討高創造力與低創造力個體間的腦功能差異。相對來說，前者多是基于創造性認知的觀點，后者更主要是基于創造性人格的觀點，但逐漸也有少數研究開始運用交叉模式，考察不同創造性被試進行創造性思維任務與常規任務的差異（沈汪兵 等，2010）。由于不同研究者對于創造性定義理解的差異性以及實驗任務和研究取向的不同，整個領域的研究結果存在很大的差異性（Dietrich＆Kanso，2010；Fink＆Benedek，2014）。但隨著研究的不斷深入，越來越多的研究開始證實alpha頻段事件相關同步化與創造性思維之間的關系。

在任務模式的研究取向下，研究者發現相比于非創造性任務，個體在創造性任務中的alpha頻段的能量顯著增加。M o lle等人（1999）對比發散性思維和聚合性思維的大腦EEG活動。結果發現，與聚合性思維相比，發散性思維與大腦中央區域和大腦頂葉區域的alpha頻段能量存在顯著相關關系。Jauk，Benedek和Neubauer（2012）在AUT任務中也發現被試在產生更多的創造性想法時，額葉和頂葉區域的alpha頻段能量顯著增加。除了發散性思維，在復合遠距離聯想 （compound remote associates task，cRAT）任務中，研究者也發現，相比于未正確完成cRAT任務的被試，正確完成的被試右側顳葉alpha頻段能量顯著增加（Luft et al.，2018）。在個體差異模式取向下，高創造性個體在創造性任務中表現出的alpha頻段能量也顯著高于低創造性個體（Fink＆Neubauer，2008）。更進一步的研究發現，在發散性任務期間，高創造性思維個體在額葉和頂葉區域的alpha頻段能量增加的時間要顯著長于低創造性思維個體。Razoumnikov（2000）發現，在較高的alpha頻段（10～12Hz）中，高創造性個體與一般創造性個體相比具有更大的右半球內相干性和更大的左右半球間相干性，高創造性個體的右半球內相干性在中央和頂葉區域之間最為突出（Razoumnikova，2000）。

除alpha頻段之外，其他頻段的腦電成分與創造性思維之間也有一定的聯系。發散性思維向聚合性思維動態轉變的過程中被試delta頻段能量顯著降低（Boot，Baas，Muhlfeld，de Dreu，＆ van Gaal， 2017）。 Wokke， Ridderinkhof和 Padding（2019）在圖片命名任務中發現，被試圖片命名的創造性得分越高，額葉中部的theta頻段的能量就越低。

2.2 創造性思維事件相關同步化的認知機制

早期的研究者認為，alpha頻段事件相關同步化意味著大腦皮質空轉或者是大腦信息加工強度的降低，反映了一種低皮質喚醒、散焦注意力的大腦失活狀態（Martindale，1999），或者是前額葉功能低下的狀態（Dietrich，2003）。如今，大多數研究者認為這種解釋過于簡單，并且越來越多的研究表明alpha頻段的ERS與個體自上而下的認知控制存在密切關系（Benedek， Bergner， Konen， Fink， ＆Neubauer，2011；Benedek，Schickel，Jauk，Fink，＆ Neubauer， 2014； Fink ＆ Benedek， 2014）。Benedek， Bergner， Konen， Fink 和 Neubauer（2011）為了研究創造性思維alpha頻段事件相關同步化涉及哪些認知加工過程，并探究是否與自上而下的認知控制有關，收集了兩種實驗條件下被試在聚合性思維和發散性思維任務中的EEG：一種是自下而上的認知加工需求條件，即每種任務的刺激都會一直呈現在屏幕上；另一種是自上而下的認知加工需求條件，該條件下每種刺激在成像500ms之后會被“XXXX”遮擋住。結果發現，在自上而下的認知加工需求條件下，被試在聚合性思維任務和發散性思維任務中都出現了額葉alpha頻段事件相關同步化現象。但在自下而上的認知加工需求條件下，聚合性思維任務和發散性思維任務都未出現alpha頻段事件相關同步化。因此，額葉alpha頻段ERS與自上而下的認知加工存在密切關系，其可能反映大腦高內部加工需求的自上而下的認知控制（Benedek et al.，2011；Fink＆Benedek，2014）。

也有研究者認為，創造性思維的alpha頻段事件相關同步化反映了創造性思維產生過程中對特定記憶的提取加工。研究個體在AUT任務中的執行策略和抑制控制時發現，個體在剛開始產生新穎想法時，大多是基于對以往相關記憶的提取和回顧，但之后的想法生成是基于一些復雜的策略（Gilhooly，Fioratou，Anthony，＆Wynn，2007），比如在某一物體自身獨具的性質、特點之上進行聯想想象。并且在創造性思維生成的過程中，存在抑制慣性思維或者優勢反應的認知控制。在進行語義加工的過程中，也發現了自上而下的注意控制的搜索加工策略，這也側面反映了創造性思維的alpha頻段事件相關同步化與認知控制的關系。

Beaty和Silvia（2012）在運用AUT任務研究發散性思維的研究中，發現了發散性思維的序列位置效應。即被試的創造力評分隨著時間的增加而逐漸增加，起始階段迅速上升，然后逐漸趨于平緩，并在任務結束的時候達到一個峰值。其中，流暢性在任務開始的1分鐘內達到峰值，然后迅速下降，并隨著時間的變化而逐漸降低直至趨于平緩；獨創性隨著時間變化逐漸增加（Beaty＆Silvia，2012）。這一發現表明發散性思維的認知過程存在明顯的時程特征，對于高認知控制轉換能力的個體，后期階段獨創性得分高于早期階段（Wang，Hao，Ku，Grabner，＆Fink，2017）。這一過程涉及認知控制，尤其是對于知識策略的提取和操縱，而不是簡單地進行遠距離聯想擴散。Schwab等人（2014）同樣采用AUT任務對創造力的時間進程進行研究，將創造性想法生成過程細分為三個時間窗口，以此觀測alpha頻段能量的時間變化特點。研究發現alpha頻段能量的變化有一個典型的時間進程：在想法生成的開始階段，alpha頻段能量整體提高，隨后下降，最后再次提高。并且整個過程也都伴隨著明顯的半球偏側化現象：在左半球，alpha頻段能量隨著時間的推移呈穩定下降趨勢；而在右半球，alpha頻段能量遵循著U型變化（Rominger et al.，2019；Schwab et al.，2014）。在整個過程中，時間進程的動態變化可能反映了創造性思維產生的不同階段：一開始從以往的記憶中提取雖然大量但常規且陳舊的想法，下一階段個體通過認知控制、自我評價以及想象和心理模擬來進行篩選，最后生成更多具有新穎性的創造性想法。

在有關圖形推理的創造力任務中也發現了類似的現象。研究者在完成圖形推理問題中，發現alpha頻段能量的時間進程與創造力得分之間呈U型關系（Jaarsveld et al.，2015）。具體表現在問題解決初始階段alpha頻段能量增加，隨后降低，最后再次增加。在整個過程中，起初是對相關信息的記憶進行有選擇性的提取，這個有控制的記憶提取過程引起了雙側的alpha頻段能量同步化。下個階段，被試在進行任務解決過程中可能采用了逐步試誤的方式，最后找到了一個滿足答案要求的方案。這一過程可能涉及工作記憶的負載，因此最后階段又再次出現了alpha頻段同步化現象。相比于以往研究，該研究進一步加深了對于創造性過程的認識。大腦后部區域未出現alpha頻段半球單側化現象的主要原因是任務類型不同。同時，該研究結果也支持了之前的關于大腦左右半球單側化的研究結論，即大腦半球單側化是創造力任務相關需求的獨特表現，能夠反映內部加工需求，幫助個體獲得有效的語義記憶搜索（Jaarsveld et al.，2015）。此外，有研究也指出，枕葉的alpha頻段同步化可能是在復雜心理空間任務中視覺系統對干擾信息的一種抑制。它通過額葉在大腦后部腦區實行自上而下的認知控制，從而實現腦區間功能耦合（Klimesch，Sauseng，＆Hanslmayr，2007；Sauseng et al.，2005）。

2.3 EEG與神經調控技術的聯合運用

在當前運用EEG研究創造性思維神經機制的領域內，神經調控技術與EEG的聯合運用正逐漸興起，甚至已經成了不可或缺的重要手段。過去因為技術的落后，無法解決EEG與神經調控儀器聯合運用時的噪聲干擾問題。如今，隨著技術手段的突破，神經調控技術可以對創造性思維相關腦區直接進行刺激，同時用EEG記錄這一刺激所引發的神經電活動；反過來，神經調控技術可以對EEG研究中發現的與創造性思維有關的腦區或某一頻段的腦電成分進 行 驗 證 （Green et al.， 2017； Luft， Zioga，Banissy， ＆ Bhattacharya， 2019； Luft et al.，2018）。相比于單一運用EEG，兩者的結合可以較為直觀地探究創造性的神經機制（Herrmann，Struber，Helfrich，＆Engel，2016）。

最近有研究者將經顱交流電刺激（transcranial alternating current stimulation，tACS）與EEG聯合起來，驗證右側顳極α神經振蕩是否為抑制控制的神經機制。研究者首先在遠距離聯想任務（remote association task，RAT）中使用10Hz的經顱交流電對被試的左側和右側顳極進行刺激，觀察右側顳葉alpha頻段的神經振蕩的增加是否會改善被試的創造力任務表現。結果表明，在使用tACS刺激右側顳極時，被試遠距離聯想能力顯著增強，而刺激左側顳極沒有顯著影響。在第二個實驗中，研究者運用EEG來觀察另外一批被試在做RAT任務時，右側顳極alpha頻段的神經振蕩變化。發現正確完成RAT任務時，被試右側顳極的alpha頻段能量相比于錯誤完成時顯著增加。在第三個實驗中，研究者聯合tACS和EEG，用EEG記錄被試在發散性思維任務中的神經振蕩，在被試alpha頻段能量到達峰值的同時對被試的右側顳極進行10Hz－tACS刺激。結果表明在刺激期間，被試的遠距離聯想能力顯著提高（Luft et al.，2018）。以上三個實驗深刻地探究了抑制控制的神經機制。

Santarnecchi等人（2019）采用經顱交流電刺激，結合fMRI和EEG技術，探究特定頻段的非入侵式電刺激在被試頓悟問題解決過程中的作用。研究者在被試完成口頭（compound remote associates task，cRAT）和視覺空間頓悟任務期間，分別以alpha頻率（10Hz）和gamma頻率（40Hz）刺激被試的右側頂葉和右側顳葉，并記錄每個被試刺激前后的EEG數據，然后在另一天收集被試的靜息態和任務態fMRI數據。結果發現，以40Hz的經顱交流電刺激（tACS）作用于右側顳葉會提高被試完成CRA任務的準確率，且在雙側顳葉伴有γ波活動的增強。此外，靜息態的fMRI結果表明，雙側顳葉的功能連接和40HztACS誘導的認知增強之間存在顯著的正相關（Santarnecchi et al.，2019）。這深層次地揭示了頓悟的神經機制。

3 創造性思維的fMRI研究

之前運用EEG對創造力思維進行研究，多是從某一頻段的腦電成分來探討其背后的神經生理機制。但由于EEG的空間分辨率較差，盡管有一些算法可以進行腦區的溯源定位，但其空間定位仍然較差。所以現在越來越多的研究者采用功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）對創造性思維的神經機制進行研究。fMRI因其空間分辨率高，一般都是對創造性思維產生過程中相關激活腦區或者神經網絡進行研究，以揭示創造性思維產生與大腦結構之間的關系。

3.1 創造性思維的腦區層次

創造性思維的產生不是一個單一的過程，涉及視知覺、注意、記憶、言語加工、發散性思維、聚合性思維、遠距離聯想能力、空間想象能力等認知加工過程。故創造性思維加工涉及諸多腦區，是多腦區協同加工的結果。人腦前額葉腦區范圍廣大，一般指大腦額葉的前部區域，運動皮層和運動前區皮層的前方。前額葉區域涉及規劃復雜的認知行為、個性表達、決策和調節社會行為等復雜的認知功能。前額葉（prefrontal cortex，PFC）區域在大量的創造力研究中都表現出一致的激活（Chen et al.，2019；Dietrich＆Kanso，2010）。比如，有研究發現，背外側前額葉（dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC）和腹外側 前 額 葉 區 域 （ventrolateral prefrontal cortex，VLPFC）參與了創新想法的產生。其中腹外側前額葉區域的子區域——額下回 （inferior fontal gyrus，IFG）在創造性思維產生的過程中參與執行控制功能，即在產生新穎想法的同時抑制了陳舊普通想法的干擾。也有研究者認為，額下回負責把遠距離或弱相關的語義概念聯接起來。比如在概念擴展任務中研究者發現，在新穎性和實用性任務條件下，左側額下回區域顯著激活，前部的額下回參與語義檢索，中部的額下回負責選擇符合任務需求的語義信息（Abraham et al.，2012）。與此同時，有研究發現背側額極在推理任務中起著重要的作用，主要負責遠距離信息整合（Green，Kraemer，Fugelsang，Gray，＆Dunbar，2012）。除此之外，前扣帶回（anterior cingulate cortex，ACC）和背外側前額葉也在創造性任務中起著重要的作用（Howard－Jones，Blakemore，Samuel，Summers，＆Claxton，2005），背外側前額葉和背側前扣帶回（dorsal anterior cingulate cortex，dACC）在新穎故事產生中起著關鍵作用。故當下研究者認為，背外側前額葉可能負責新思路形成、認知靈活性和工作記憶等，而背側前扣帶回則主要在選擇性加工方面起著重要作用（Shah et al.，2013）。總體來看，雖然前額葉在不同的創造力任務和實驗范式中其激活的子區域有一些差別，但是前額葉皮質在創造性思維產生的認知加工過程中主要涉及語義控制和語義檢索等相關功能，在創造性思維的產生過程中有著不可或缺的作用。

除了前額葉區域外，顳葉區域也在創造性思維產生的過程中扮演著重要的角色。有研究發現，無論是在發散思維任務中還是在聚合思維任務中，左側顳頂區常被觀察到激活的狀態，這一區域涉及基本的語言加工功能（Demonet et al.，1992）。Benedek等人（2014）發現，在創造性言語思維任務中，除了前額葉區域激活外，左側角回（angular gyros，ANG）、顳中回（middle temporal gyros，MTG）、后部扣帶（posterior cingulate cortex，PCC）和楔前葉（precuneus，PCUN）、雙側海馬旁回（parahippocampal gyros，PhG）、左側舌回（lingual gyrus）以及梭狀回（fusiform gyrus）也被發現了顯著激活。顳葉區域（顳中回和海馬旁回）是負責陳述性記憶的關鍵腦區（Squire＆Zola－Morgan，1991），但創造性想法的生成不僅僅依賴于已有的知識經驗和以往記憶的提取，還需要對與當前任務有關的信息進行重組和連接，然后生成新的知識或者經驗。有研究也證實顳頂區通過語義檢索和整合促進了言語創造性任務表現（Fink et al.，2010）。

基于先驗知識判斷未知的感官刺激是一個基本的決策過程，稱為感知決策。后頂葉皮層（posterior parietal cortex，PPC）是哺乳動物大腦皮層的較高關聯區域之一，長期以來被認為在感知決策過程中的信息處理以及其他許多認知功能中起著重要作用。最近有研究表明，后頂葉皮層也是創造性思維產生的關鍵腦區。因為對以往先驗知識和記憶的檢索、重組與加工，它在創造性思維的產生過程中有著重要作用。后頂葉皮層包括頂上小葉（superior parietal lobule，SPL）和頂下小葉（inferior parietal lobule，IPL），頂下小葉具體分為緣上回（supramarginal gyrus，SMG）、顳頂聯合區和角回（a ngular g yrus）。這些腦區分屬于不同的腦功能網絡，有些屬于額頂網絡（frontoparietal network，FPN），比如頂上小葉，主要涉及語義和信息整合、反應抑制、認知靈活性和工作記憶等執行控制功能；有些屬于默認網絡（default mode network，DMN），在創造性想法產生的初級階段對外界的感知覺信息進行初級加工，并整合內側顳葉系統產生的己有知識表征。

3.2 創造性思維的神經網絡層次

就大腦功能網絡的層次而言，在創造性思維產生過程中激活的大腦網絡主要有兩個：認知控制網絡 （cognitive control network，CCN）和默認網絡（default mode network，DMN）。認知控制網絡主要包括背外側和腹外側前額葉皮質的延伸區域以及上頂葉皮質的部分，它主要涉及記憶提取、抑制控制、信息整合加工、工作記憶和任務轉換等認知控制功能。研究表明，認知控制網絡在創造性思維的產生過程中起著重要的作用。認知控制包含從已有的知識經驗和過往的記憶中進行有選擇的提取加工，抑制與當前任務無關的或者錯誤的信息并加以整合加工的能力，還有工作記憶、前攝抑制等。這些認知控制功能極大地促進了創造性思維的產生。大量的研究表明，頂上和背外側前額葉等認知控制網絡的關鍵區域在很多創造性思維任務中起著重要的作用（Aziz－Zadeh，Liew，＆ Dandekar，2013；Liu et al.，2015；Shi et al.，2019；Tang et al.，2016）。默認網絡由中線區域組成，如內側前額葉皮質和后扣帶回皮質，以及下頂葉皮質的后部。它通常與自我生成的思想和自發性認知有關，即與獨立于外部刺激輸入，源自于內部心理活動的內在關注的一種認知過程有關，比如心智游移 （Andrews－Hanna，2012）、心理模擬（Chai，Ofen，Gabrieli，＆Whitfield－Gabrieli，2014）、觀點采擇（Buckner＆Carroll，2007）等等。有研究者指出默認網絡是自發思維產生的神經基礎，在自發性思維產生過程中起到主要作用（Andrews－Hanna，Smallwood，＆Spreng，2014）。在創造性思維任務中常發現默認網絡區域被激活，例如楔前葉和內側前額葉在發散思維（Shi et al.，2019）、詩歌即興創作（Liu et al.，2015）、隱喻的產生（Mashal，Faust，Hendler，＆Jung－Beeman，2007）等都有激活。

雖然采用神經影像學技術展開了大量的研究，但創造性是依賴默認網絡和自發思維過程還是依賴控制網絡和認知控制過程，或者依賴兩者的協同，目前仍存在很大的爭議（陳群林，2017）。但考慮到CCN和DMN的不同功能，這兩個網絡通常被發現是拮抗關系，這意味著顯示CCN激活增加的任務也涉及DMN激活減少。然而，在創造性任務中這兩個相互拮抗的網絡卻在創造性認知加工中表現出共同的激活，彼此間還具有顯著的正向功能連接，這意味著創造性思維涉及一種獨特的神經加工模式。即由默認網絡負責的自下而上的自發性聯想有助于產生新穎的聯結，同時也需要額頂控制網絡自上而下地對常規觀點以及無意義的答案進行抑制、過濾和選擇。

Beaty，Christensen，Benedek，Silvia和Schacter（2017）采用新穎動詞生成任務來考察言語發散思維引起的腦網絡連接模式。結果表明，認知控制有助于抑制優勢的語義反應，并與自發性的思維過程相互協作，進而促進從記憶系統中提取遠距離的新穎概念。由此可見，默認網絡與額頂控制網絡的功能協作均參與了創造性思維過程。有研究從靜息態角度考察創造性思維的大腦神經網絡連接模式，利用托蘭斯創造性思維測驗分別考察了發散思維的靜息態功能網絡連接模式。結果顯示，發散思維均與默認網絡內和額頂控制網絡內的功能連接強度呈負相關，同時也與默認網絡和額頂控制網絡間的功能連接強度呈正相關（Zhu et al.，2017）。但涉及的神經網絡子成分有所區別，如言語發散思維與前部默認網絡和右側額頂網絡的功能連接正相關，視覺發散思維則與后部默認網絡和左側額頂網絡的功能連接正相關。由此可見，創造性思維的功能神經網絡存在著特殊性和一般性（Beaty et al.，2018；Chen，Beaty，＆Qiu，2020）。最近國內研究者開展了一項整合性研究，利用70名大學生的靜息態和AUT任務態數據，首次整合了靜息態和任務態兩種功能影像數據（Shi et al.，2018）。基于獨立成分分析（i ndependent c omponent a nalysis，ICA）的功能連接結果顯示，與物體典型特征相比（控制條件），新穎用途條件引起了后部默認網絡與右側額頂控制網絡間更強的功能連接，以及左右側額頂控制網絡間更弱的功能連接；靜息態結果顯示前部默認網絡與左側額頂控制網絡間的功能連接與個體獨創性得分有顯著正相關。該研究揭示了，創造性思維受益于默認網絡與額頂控制網絡間的協作，而非額頂控制網絡內的協作（Shi et al.，2018）。此外，對大腦功能連通性的分析顯示，CCN和DMN區域并不孤立地起作用，實際上在包括發散思維在內的許多創造性認知形式中都顯示出兩者的功能耦合（Beaty et al.，2015），比如詩歌創作（Liu et al.，2015），鋼琴即興創作（Pinho，Ullen，Castelo－Branco，Fransson，＆de Manzano，2016）。

理論層次上對此也有一定的支持。創造性的雙加工模型指出，創造性思維包含兩個不同的認知過程：想法產生和想法評估。前者依賴于自發性的思維過程，基于記憶系統或利用已有知識經驗產生大量的探索性想法；后者需要認知控制對想法的新穎性和適宜性進行評價、修正，過濾掉沒有意義的答案，篩選出具有創造性的想法或產品 （Nijstad，De Dreu，Rietzschel，＆Baas，2010）。在創造力腦機制方面的任務態與靜息態的腦影像研究證據也支持了該理論假設，揭示了與創造性思維（尤其是發散思維）密切相關的神經網絡的重要連接特征。主要包括默認網絡、認知控制網絡、突顯網絡及其核心腦區的功能連接，體現了創造性認知加工的復雜性，涉及多個腦區、神經網絡的功能協作。即CCN與DMN的共同作用或者在創造性思維產生的不同階段分別發揮著各自的作用，但整體上是相互協同的作用機制。具體而言，想法產生階段主要激活與生成性、建構性思維有關的默認網絡，其負責創造性觀念的生成和長時記憶的提取加工；想法評估階段則主要激活與評價和認知控制有關的認知控制網絡，其主要負責對創造性觀點進行篩選、修正和評價。這兩個階段循環往復，協同作用，才使得創造力得以產生（He et al.，2020）。

4 總結與展望

關于創造性，特別是創造性思維的神經科學研究領域，在過去二十年中，在包括創造性過程的大腦結構的動力學和組織學方面取得了許多成果。通過對創造性思維認知神經機制的探索，不僅揭示了創造性思維與某些特定的腦電成分密切相關，而且還發現了創造性思維是由不同的大腦區域、大腦神經網絡相互連接協作所驅動的。在執行創造性任務或創造性行為的過程中運用神經影像學技術監控大腦活動，可以發現與特定認知功能相關的區域之間的大腦相互連接，以及特定大腦區域內的時間動態變化特征。

關于腦電圖alpha頻段和創造性思維之間關系的研究，已經得出了一個可靠而有力的關于創造性思維神經機制的成果。即創造性思維過程中alpha頻段對于創造性思維異常敏感，一般來講alpha頻段功率與創造性呈正相關。但在創造性思維產生過程中的alpha頻段ERS現象可能反映了大腦對外部刺激的自下而上的抑制加工，即大腦處于一種內部導向的自上而下的認知控制狀態；抑或是反映了一種在創造性認知過程中對特定記憶的提取加工。其神經生理意義的差異可能與創造性任務的種類差異和激活的不同腦區有關。

運用fMRI研究創造性思維的神經機制發現，在腦區層次，前額葉，包括背外側前額葉（DLPFC）和腹外側前額葉區域（VLPFC），參與了創造性思維的產生（Fink et al.，2009；Fink et al.，2010），額下回（腹外側前額葉區域的子區域）參與了執行控制加工，從而抑制了舊想法的出現。但總體來看，前額葉皮質主要與創造性思維進程中相關的認知功能以及語義控制和檢索有關，但其各個子區域功能的特異性還未有完整的定論。此外，左側顳頂區在創造性任務中與涉及的基本的語言加工，如言語、語句理解以及言語知覺等方面的能力密切相關。后部頂葉皮層也是創造性思維產生的關鍵腦區成分，在執行控制功能、信息整合、語義加工、知識表征整合方面具有重要的作用。在神經網絡層次上，目前較為一致地認為創造性認知過程主要涉及認知控制網絡和默認模式網絡，但是具體的加工模式仍然未有一個統一的結論。目前越來越被接受的一種看法是創造性認知過程涉及這兩者的功能耦合。

雖然無論是fMRI還是EEG在創造性思維的認知神經機制方面都取得了大量的研究成果，但從整體上看，創造性思維的神經機制研究還處于發展的早期階段，為了使創造性思維領域更有效地向前發展，在未來的研究中還有許多重要問題亟待解決。

第一，到目前為止，創造力的神經科學研究領域中出現的諸多緊迫問題，都源于缺乏一個整合的理論框架來解釋研究結果的異質性問題。理論框架構建的必要性在今天看來尤為重要，因為近年來，運用神經影像學技術研究創造性的方法已經達到了一個相當成熟的階段。fMRI可以探索在創造性思維產生過程中參與的大腦皮層和皮層下特定大腦區域和神經網絡，EEG允許在執行創造性任務時對大腦活動進行精細的時間分析，成熟技術和研究范式為創造性神經機制研究提供了有力的保障。除了成熟的技術外，腦電圖和磁共振成像對創造性神經機制的研究中，具體效應的可驗證性和可重復性能夠對創造性任務中大腦的功能得出可靠的結論。在接下來的研究中，可以在這個方向上做一些嘗試。在前人研究的基礎之上，集中分析fMRI和EEG研究的數據，初步構建創造性理論模型，即腦－心理－行為理論模型。該模型將有助于在一個完整的框架下構建和整合認知神經科學的研究發現和實驗數據，并能夠為創造性思維研究提供一個統一的神經影像學的研究框架。這一理論框架還可以為探索大腦中所反映的創造性行為開辟更深層次的研究途徑，比如探索創造性行為、思維的不同定義和本質，特別是驗證概念理論假設之間的異同。但如何在創造性任務中找到大腦功能的實證支持，是未來研究的一個挑戰性問題。例如，分析大腦的功能連通性，可能會為不同神經網絡之間的動態信息交流與相互作用提供寬廣的視野和思路（Beaty et al.，2018）。

第二，在創造性研究領域中有一點很值得我們關注，即人類的大腦本質上是一個社會性的大腦。因此實驗室內的創造性研究的推廣效度仍然是一個值得思考的問題。因為實驗室內進行的創造性思維研究與真實生活情境的創造性思維是有著巨大的差別的（Sarathy，2018）。現實生活中有著更為豐富、復雜的生活場景，在面對問題時我們可能有著更為全面的思考和更充足的時間，而不是實驗室情景所要求的在規定的有限時間內完成創造性任務。但慶幸的是，新興的社會認知神經科學（Melloni，Lopez，＆Ibanez，2014）領域揭示了社會文化對于創造性思維的影響及其背后的神經機制，即不同文化對于創造力的影響及其影響機制（Ivancovsky，Kleinmintz，Lee，Kurman，＆Shamay－Tsoory，2018）。這一證據能夠揭示社會創造力背后的神經機制，以及它們與學習的關系等問題。未來的問題是利用這些最近的神經科學發現來探索創造性大腦，以改善教育環境中的創造性教學。將文化神經科學跨學科地（Chiao＆Blizinsky，2013）應用于創造力研究，可能會產生重要的影響。未來的研究應注重考察潛藏在人類文化多樣性之下的創造力本質。復雜的創造性行為是生物和文化動態互動的結果，研究不同人群的文化觀、價值觀和信仰如何塑造人類的創造性大腦，以及反過來研究大腦產生不同的創造性文化的神經機制，將是十分重要的研究方向。

第三，對于當下存在的諸多爭議，未來的研究應結合EEG、fMRI、近紅外成像（n ear i nfrared s pectrum i nstrument，NIRS）和神經調控等多種腦成像技術，從大腦結構分離和功能整合的角度對其進行驗證。抑或采用更為精巧的實驗設計，比如在創造性思維產生過程中操縱注意力或工作記憶負荷，從而允許對創造性思維的神經機制進行更具體而精確的解釋。到目前為止，多方法、多角度結合探索創造性神經機制的實證研究還是少數（Fink et al.，2009；Santarnecchi et al.，2019），但是可以預見隨著科技的快速發展，對諸多技術障礙的克服，這將會是未來的研究重點和熱點。

最后，未來的研究還可以探索創造力是否可以通過特定的認知刺激或神經反饋訓練得到有效的增強，并更深入地研究這些干預效應是如何在大腦中反映出來的。遵循多元方法，可以提出開發協議來訓練創造力的特定組成部分。例如，產生一種“多維神經反饋訓練”的方法，在個體創造力分析結果出來之后針對特定的弱點發揮作用，為國家更好地培養創新型人才發揮重要的作用。