創(chuàng)造性思維新穎性的erp研究

創(chuàng)造性思維新穎性的erp研究

現(xiàn)在，許多心理學(xué)家將創(chuàng)造性定義為具有創(chuàng)造性和獨(dú)特性的個體創(chuàng)造的新的和奇怪的產(chǎn)品能力。他們認(rèn)為“新穎性”和“適用性”是創(chuàng)造性的兩個重要因素（streamburg，1999）。菲涅耳等人（1992）區(qū)分了兩個新過程的新穎性。另一方面，新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的生成是新的，而不是新的結(jié)構(gòu)。在這個過程中，沒有第二個過程的新穎性是毫無意義的，也稱為新的創(chuàng)造性。cropley（1999）指出，新穎性的產(chǎn)生不僅是一種表達(dá)的形式，而且是一種簡單的產(chǎn)品形式，這強(qiáng)調(diào)了創(chuàng)造性思維中新穎性的重要性。在創(chuàng)造性思維新穎性的行為研究中,Singh(2006)考察了創(chuàng)造性的新穎性語境和意義性語境的關(guān)系.結(jié)果顯示,創(chuàng)造性的這兩個語境有很大的不同,這也意味著科學(xué)的和藝術(shù)的創(chuàng)造性有概念上的不同.該研究證實(shí)了創(chuàng)造性本質(zhì)的復(fù)雜性和多層面性,創(chuàng)造性和智力的關(guān)系的復(fù)雜性.楊柳(2004)在確定了不同新穎性標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,考察了因認(rèn)知需求高低不同和獎勵方式不同對初一學(xué)生創(chuàng)造性的影響.研究發(fā)現(xiàn),高認(rèn)知需求有利于創(chuàng)造性,低認(rèn)知需求不利于創(chuàng)造性.男生的創(chuàng)造性成績更容易受外部獎勵影響,而且過程獎勵比結(jié)果獎勵和無獎勵方式更易提高產(chǎn)品的新穎性.在相關(guān)的腦成像研究中,Chávez-Eakle等(2007)采用單光子發(fā)射計算機(jī)斷層顯像技術(shù)考察了被試在物體不尋常用途任務(wù)上的腦血流變化.結(jié)果顯示,高創(chuàng)造性被試比低創(chuàng)造性被試的腦血流顯著增加的區(qū)域有右中央前回、右嘴峰、雙側(cè)額葉中回、右額葉腸回、左顳下回和右小腦.研究者還具體分析了發(fā)散性思維結(jié)果評價中的三個維度,其中流暢性和靈活性主要與左額葉下回相聯(lián)系,新穎性主要與顳上回和小腦扁桃體相聯(lián)系.Fink等(2006)采用事件相關(guān)去同步化方法考察了被試在發(fā)散性產(chǎn)生任務(wù)上腦電α波的同步性變化,結(jié)果顯示,高新穎性的回答相對低新穎性的在大腦皮層后部特別是中央頂葉伴隨著更強(qiáng)的α波事件相關(guān)去同步化.王敏等(2010)采用事件相關(guān)電位技術(shù)探討在創(chuàng)造性思維中創(chuàng)造想象的半球偏向.結(jié)果顯示,在創(chuàng)造想象的早期和晚期階段存在右半球偏向,反映了創(chuàng)造想象的早期階段是一個提取和相互聯(lián)系新穎信息的認(rèn)知過程,創(chuàng)造想象的晚期階段是與工作記憶、認(rèn)知控制、語義加工和新穎產(chǎn)物有關(guān).前人關(guān)于“新穎性”的研究多集中在頓悟、發(fā)散性思維和遠(yuǎn)距離聯(lián)想等任務(wù)上,關(guān)于漢字新語義產(chǎn)生的腦機(jī)制還沒有研究.新穎性是創(chuàng)造性思維的一個重要特征,但是新穎的思想“在什么時候在大腦的什么位置產(chǎn)生”仍然是個謎.本實(shí)驗(yàn)用奇特的照片和幾何圖形作為觸發(fā)漢字新語義的手段,采用ERP技術(shù)研究創(chuàng)造性思維新穎性的神經(jīng)機(jī)制.我們假設(shè)與語言認(rèn)知過程有關(guān)的事件相關(guān)電位N400將會出現(xiàn)在漢字語義產(chǎn)生的過程中,新語義和原語義的差異波可能會告訴我們創(chuàng)造性思維過程中的新穎性是什么時候在大腦的什么位置產(chǎn)生.記錄并分析語義產(chǎn)生過程中高時間分辨率的ERPs和進(jìn)行偶極子溯源分析,可能更精確地研究不同過程激活的時間進(jìn)程和大腦定位,為揭示創(chuàng)造性思維過程中新穎性產(chǎn)生的神經(jīng)機(jī)制提供一些結(jié)果數(shù)據(jù).1方法1.1被試者的年齡國內(nèi)某大學(xué)在校文理科學(xué)生共18人,其中男女各9人,平均年齡21歲.被試皆為右利手,沒有生理或精神方面的疾病,視力或者矯正視力正常,做完實(shí)驗(yàn)后被試均獲取適量報酬.1.2新語義產(chǎn)生期實(shí)驗(yàn)中用了320個漢字,每個漢字的筆畫數(shù)是六至七畫.其中的一半用于漢字原語義產(chǎn)生的階段,另一半用于漢字新語義產(chǎn)生的階段.在實(shí)驗(yàn)的第二個階段,采用4張奇特的照片(荒島、古墓、星球和深海)和160張由兩個簡單的平面圖組合成的幾何圖形,用于催化被試的新語義產(chǎn)生.1.3漢字語義的一致性評估被試戴好電極帽,坐在安靜的實(shí)驗(yàn)室,眼睛距電腦屏幕60cm左右.要求被試在正式實(shí)驗(yàn)時盡量少動,盡可能快而準(zhǔn)地作出按鍵反應(yīng).實(shí)驗(yàn)分兩個階段,在第一階段,漢字呈現(xiàn)之后,被試要盡快想出它的一個平常的意義來.一旦想出來就馬上作按鍵反應(yīng),并口頭報告所想到的意義.在第二階段,分為4個部分,每部分呈現(xiàn)1張奇特的情景照片和相應(yīng)的指導(dǎo)語.當(dāng)被試報告漢字的語義時,一個獨(dú)立的小組根據(jù)一致性評估技術(shù)(AmabileTM.1996)評價原語義和新語義的質(zhì)量.評分小組由3個熟悉創(chuàng)造性思維新穎性的研究生組成.通過小組成員用自己獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)評價結(jié)果的新穎性,提供了對新穎性的一般測量.1.4數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析使用德國BrainProducts公司的ERP記錄與分析系統(tǒng),按國際10-20系統(tǒng)擴(kuò)展的64導(dǎo)電極帽記錄EEG.完成連續(xù)記錄EEG后離線處理數(shù)據(jù),自動校正VEOG和HEOG,并充分排除其他偽跡.根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的目的,只分析漢字呈現(xiàn)以后所誘發(fā)的ERP.根據(jù)ERP總平均圖,選擇28個電極位置進(jìn)行統(tǒng)計分析.用二因素重復(fù)測量方差分析對平均峰值進(jìn)行了分析,二個因素分別為電極點(diǎn)和語義產(chǎn)生的兩個階段.分析時程為漢字呈現(xiàn)到被試按鍵的平均時間.方差分析的p值采用GreenhouseGeisser法校正,腦電地形圖由64導(dǎo)數(shù)據(jù)得出.1.5偶極子溯源分析使用BrainElectricalSourceAnalysisProgram(Version5.0)軟件,對ERP數(shù)據(jù)進(jìn)行偶極子溯源分析.為了探討原語義和新語義產(chǎn)生的神經(jīng)機(jī)制,提高源定位的精度,選取“新語義”和“原語義”條件所誘發(fā)的ERP差異波首先進(jìn)行主成分(PCA)分析,確定偶極子個數(shù)后,軟件自動確定偶極子的位置,以相應(yīng)的殘差作為偶極子定位是否真實(shí)的評價指標(biāo).2結(jié)果2.1結(jié)果分析基于被試報告的內(nèi)容,非原語義或者非新語義(包括一般的)超過20%的被試數(shù)據(jù)剔除掉,共剔除掉3名被試的數(shù)據(jù),最后對15個被試的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析.3個成員組成的評分小組的評分者信度較好,實(shí)驗(yàn)的第一階段和第二階段的克龍巴赫α系數(shù)分別是0.89和0.86.漢字原語義和新語義產(chǎn)生的平均百分比分別是94%和86%,二者的平均反應(yīng)時分別是1074ms和1680ms.重復(fù)測量方差分析表明它們之間差異顯著,F(1,15)=4.23,p<0.05.2.2原語義和新語義產(chǎn)生過程的波幅分析15個被試原語義產(chǎn)生過程的總平均見圖1,在這個過程中發(fā)現(xiàn)了N1(93ms)、P1(157ms)和P2(267ms).N400的平均值是-2.12μV,P500的平均值是4.35μV.新語義產(chǎn)生過程的總平均見圖1,在這個過程中發(fā)現(xiàn)了N1(93ms)、P1(163ms)和P2(259ms),但是N400沒有出現(xiàn),P500的平均值是6.38μV.新語義和原語義產(chǎn)生過程的差異波的總平均圖見圖1,差異波中有一個明顯的波峰(P440ms),它的平均值是5.36μV.用二因素重復(fù)測量方差分析對N1、P1、P2和P500的值進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,在漢字原語義和新語義產(chǎn)生的過程中沒有差異.對420～460ms時間窗口內(nèi)的平均波幅進(jìn)行了方差分析,結(jié)果表明,在新語義產(chǎn)生過程中的波幅(420～460ms)比原語義產(chǎn)生過程中的更正,在這兩個過程中主效應(yīng)顯著,F(1,15)=5.14,p<0.05.2.3主體結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性使用BESA軟件(Version,5.0)對N400、P500和兩個過程的ERP差異波(P440ms)作偶極子溯源分析,根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果,對N400、P500和P440ms進(jìn)行了主成分分析.2.3.1偶極子的方向和位置兩個主成分用來解釋N400中數(shù)據(jù)的變異的99.8%和0.02%(圖2).因此,選定兩個偶極子進(jìn)行擬合,不限制偶極子的方向和位置.結(jié)果發(fā)現(xiàn),偶極子1主要位于左額葉中央前回(Brodman第6區(qū))附近,它能解釋變異數(shù)的大部分.偶極子2主要位于右側(cè)小葉腦島(Brodman第13區(qū))附近,它能解釋變異數(shù)的大部分(三維坐標(biāo)以Talairach為參考:x=45,y=-30,z=19).這個模型能很好地解釋絕大多數(shù)的變異,殘差為7.7%.2.3.2左額葉中央前回兩個主成分用來解釋原語義產(chǎn)生過程中P500數(shù)據(jù)的變異的99.8%和0.01%.結(jié)果發(fā)現(xiàn),偶極子1主要位于右側(cè)顳葉下回附近,它能解釋變異數(shù)的大部分(x=51,y=-31,z=-7).偶極子2主要位于左額葉中央前回(Brodman第6區(qū))附近,它能解釋變異數(shù)的大部分(三維坐標(biāo)以Talairach為參考:x=-43,y=4,z=54).這個模型能很好地解釋絕大多數(shù)的變異,殘差為11.2%.在新語義產(chǎn)生過程中,兩個主要成分用來解釋P500數(shù)據(jù)的變異的99%和0.02%.結(jié)果發(fā)現(xiàn),偶極子1主要位于右側(cè)顳葉下回附近,它能解釋變異數(shù)的大部分(x=45,y=-31,z=-5).偶極子2主要位于左額葉中央前回(Brodman第6區(qū))附近,它能解釋變異數(shù)的大部分(三維坐標(biāo)以Talairach為參考:x=-43,y=5,z=51).這個模型能很好地解釋絕大多數(shù)的變異,殘差為10.4%.2.3.3差異波的變異數(shù)一個主成分用來解釋新語義和原語義在420～460ms(P440ms)內(nèi)差異波的變異數(shù)的98.8%(圖3).位于額葉下回的偶極子能解釋變異數(shù)的大部分(x=0,y=31,z=-5),這個模型能很好地解釋絕大多數(shù)的變異,殘差為8.5%.3漢字原語義的加工以前的事件相關(guān)電位研究指出,語義整合的困難與N400成分有關(guān),在漢字呈現(xiàn)約400ms后出現(xiàn)一個負(fù)波的波峰(VanPetten&Kutas,1991).Friederici(2007)指出,與語義加工有關(guān)的N400位于顳葉中央前回,顳中回和左側(cè)額葉下回.在本研究中,刺激不是一個句子而是一個漢字.一般說來,一個漢字原有的意思是我們所熟悉的,而新穎奇特的語義的產(chǎn)生要借助一定的背景和想象.一個句子有它的語法,但一個漢字只有它的語義.由于這種差異,本實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的N400位于左額葉中央前回(Brodman第6區(qū))和右側(cè)小葉腦島(Brodman第13區(qū)),這可能與漢字語義產(chǎn)生過程有關(guān).值得注意的是,在新語義產(chǎn)生過程中沒有出現(xiàn)N400,這可能是由于“產(chǎn)生新語義”的實(shí)驗(yàn)任務(wù)抑制了漢字原語義產(chǎn)生的過程.關(guān)于N400的心理學(xué)意義,一種觀點(diǎn)認(rèn)為,N400反映了詞匯提取過程(Kutas,1989),從被感覺的輸入詞信息中提取基本特征成分(如:語義)并激活內(nèi)部心理詞典中單詞產(chǎn)生器的過程,這是一個自動加工過程;另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為,N400反映了詞匯后整合加工過程(Holeomb,1993),將來自詞匯水平加工的信息和原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的各種信息進(jìn)行整合以形成高級意義表征的過程,這是一個控制加工過程.在本實(shí)驗(yàn)的第一個階段,即漢字原語義產(chǎn)生的階段(圖1),只呈現(xiàn)單個漢字,讓被試想它的熟悉的語義.這可能符合前一種觀點(diǎn),N400與長時記憶中語義信息的提取有關(guān).在第二個階段,即漢字新語義產(chǎn)生的階段(圖1),呈現(xiàn)背景圖形后,再呈現(xiàn)單個漢字,讓被試想它的新穎的語義.本階段是一個控制加工過程,被試要抑制熟悉的語義,產(chǎn)生新穎的語義.因此,N400的波峰不明顯,但它也參與了這個過程,這也說明早期的自動加工會受到具體任務(wù)的影響.已有的研究表明,P600是一個與句法加工有關(guān)的ERP正成分,它主要分布在大腦皮層后部,會特征性地出現(xiàn)在目標(biāo)詞匯呈現(xiàn)600ms左右(Patel,Gibson,Ratner,Besson,&Holcomb,1998).研究者指出,P600參與句法加工,它激活了顳葉后前回(thetemporallobebackfrontalgyre)并引起血氧變化(GrodzinskyY,2006).我們知道,一個句子有它的結(jié)構(gòu)和句法,而一個漢字只有字形結(jié)構(gòu).因此在本研究中,與漢字結(jié)構(gòu)加工有關(guān)的P500不同于參與句法加工的P600.在漢字原語義和新語義產(chǎn)生的過程中都出現(xiàn)了P500,而且定位在同樣的地方(右側(cè)顳葉下回和左額葉中央前回—Brodman第6區(qū)附近).在一個句子中語法和句法是相結(jié)合的,同樣,漢字的語義和字形結(jié)構(gòu)也是相結(jié)合的.在漢字原語義產(chǎn)生的階段都出現(xiàn)了N400和P500.在第一階段的P500,被試提取漢字的熟悉語義并表達(dá)出來,相對容易;在第二階段的P500,抑制漢字的熟悉語義同時提取新穎語義并表達(dá)出來,相對復(fù)雜.P500在漢字新語義產(chǎn)生的過程中起到了關(guān)鍵作用.張慶林和邱江等(2005,2009)提出了頓悟的原型啟發(fā)理論,認(rèn)為現(xiàn)實(shí)生活中的創(chuàng)造性思維,主要是通過原型啟發(fā)而實(shí)現(xiàn)的.還采用fMRI技術(shù)考察了被試在頓悟性的解決漢字字謎問題時的大腦活動,探討了原型啟發(fā)的腦機(jī)制.研究發(fā)現(xiàn),楔前葉與情景記憶的成功提取(原型激活)有關(guān),左側(cè)額下/中回與形成新異聯(lián)系和打破心理定勢(原型中所包含的關(guān)鍵性啟發(fā)信息的利用)有關(guān),枕葉下回和小腦與對字謎的再審視和注意的重置(評價產(chǎn)出是否適合于新穎性的要求)有關(guān).綜合已有的研究表明,創(chuàng)造性思維與腹外側(cè)前額葉、左側(cè)額下/額中回、左側(cè)額極、雙側(cè)額葉