创造发明中顿悟的原型启发脑机制

科学界关于"原型启发"催化创造发明中顿悟发生的事例十分普遍,从中国的"鲁班从带齿边的茅草中得到启发而发明锯子"的传说,到"瓦特从沸腾的开水壶上受到启发而发明蒸汽机"的经典故事,都说明"原型启发"是创造发明的一种重要思维方式。然而,由于创造发明思维过程的复杂性,国内外关于创造性思维脑机制的研究还停留在非科学问题解决的研究上。依据科学家运用原型启发而成功发明创造的最新实例,项目组编制了《创造发明实验问题材料库》,并计划以功能性磁共振成像(fMRI)和事件相关电位(ERP)作为技术手段系统探讨原型启发催化创造发明中顿悟发生的脑机制,例如,原型激活和启发信息利用的脑机制、问题意识下灵感捕捉的脑机制以及原型知识表征、动机与情绪状态、大脑工作状态等因素对原型启发影响的脑机制。该研究的开展,对理解人类的创造性本质具有重要的理论意义,对培养和激发人的创造力具有一定的实践价值。

范畴三段论推理中信念偏差效应的ERP研究

以具体范畴三段论作为实验材料,探讨了推理过程中信念偏差效应的脑内时程动态变化。结果发现:有效式下,信念抑制和信念促进诱发的ERP波形趋于一致。无效式下,与基线任务相比,信念抑制和信念促进在300-500ms和1000-1600ms诱发了更正的ERP成分,可能反映了该推理不同的加工阶段,同时,300-600ms内,在大脑额中部信念抑制比信念促进诱发一个更正的ERP成分(P480),可能反映了关系整合阶段对自动激活的知识信念的抑制。

基于双加工理论解释下信念偏差效应的神经机制

信念偏差效应是指人们已有的知识信念对逻辑推理的影响现象。对此,双加工理论认为这是由于信念偏向系统和逻辑分析系统之间的冲突所导致的。近年来,该理论得到来自认知神经科学证据的有力支持:一方面,基于功能磁共振成像(fMRI)、近红外光谱(NIRS)以及重复性经颅磁刺激(rTMS)等技术的研究从不同角度证实右侧前额皮层与信念偏差抑制有关;另一方面,基于脑电(ERP)的研究表明,晚期正成分和晚期负成分可能参与了不同推理类型下信念偏差效应的认知加工。未来的研究可以从工作记忆、不同加工阶段、推理前提本身可信度、实验分析、实验材料生态学效度以及思维训练等方面对信念偏差效应作进一步探索。

无空间线索化下视觉注意空间等级的ERP研究

采用事件相关电位(Event-Related Potential,ERP)技术考察了无空间线索化下视觉注意资源在不同空间等级的分布情况。通过"预警信号-目标探测"范式,目标刺激随机出现在直径视角为3.2°、6.4°以及9.6°的三个等级圆上。反应时显示:对目标刺激的探测速度随注意范围增大而下降。脑电显示:三种条件下目标刺激诱发的N1和P3分别产生了不同程度的分离,主要表现为两成分的波幅随注意范围增大而减小。这表明个体在无空间线索化下可能自动地选择对不同空间等级进行资源分配。

句子加工水平上判断任务的脑机制

采用事件相关电位（ERP）技术探讨了句子加工水平上判断任务过程的脑内时程动态变化.结果发现：句子刺激在早期都诱发了明显的N1和P2成分,N1可能反映了对句子句法整合的过程,P2可能与句子形态识别及早期语义加工的过程有关.随后,300~500 ms内,“正确排斥”比“正确击中”诱发了一个更负的ERP成分（N370）,差异波的地形图表明,N370在中后部活动最为明显.偶极子溯源分析的结果显示,N370主要起源于扣带后回（BA31）附近,可能反映了判断过程中对句子语义的整合与评价.

汉字识别的时间进程:来自字谜任务的ERP证据

通过"学习-测试-判断"的三阶段实验范型,采用事件相关电位(ERP)技术探讨了猜谜任务中对谜底答案(单个汉字)识别的脑内时程动态变化。结果发现:语义识别与字形识别下,汉字刺激均诱发了明显的N1、P2和N2成分,其中语义识别下的P2波幅表现为更加正性,可能与汉字语义的早期加工有关;随后,300-400ms内,语义识别比字形识别诱发了一个更加正性的ERP成分,该成分可能属于P300成分,反映了对汉字语义的进一步整合加工;最后,500-600ms内,语义识别比字形识别同样诱发了一个更加正性的ERP成分,可能反映了对汉字在语义上的最终确认。

双加工视角下的创造性思维研究述评

创造性思维是创造性的具体体现,能使个体产生新颖且实用的成果,它有时依靠无意识的自动化加工(类型1),有时则基于有意识的控制性加工(类型2)。在双加工视角下,对顿悟、发散性思维和艺术创造力三类典型的创新性思维进行了综述分析,发现类型1和2均参与了这些创造性思维的加工过程,且两类型间的灵活切换十分必要。未来研究需借助该视角进行更系统深入的探讨,明确两类加工在特定创造性思维下的作用与切换模式,以及该模式在特定人群中的运行机制。

逻辑训练对不同理性思维方式大学生三段论推理的影响

推理中的信念偏差,是指当个体的知识信念与逻辑结论一致时(非冲突任务)会促进逻辑任务的解决,不一致时(冲突任务)则起着阻碍作用。本研究考察了逻辑训练对不同理性思维方式大学生三段论推理的影响。结果显示:(1)逻辑训练可以提高个体三段论推理的成绩;(2)训练前后非冲突任务的正确率均高于冲突任务,但训练后该差异趋势缩小;(3)训练对低理性思维方式个体在冲突任务正确率的提高效果更好。这表明逻辑训练可以有效地减弱推理中的信念偏差现象,且对低理性思维方式个体的效果尤其明显。

原型表征对创造性问题解决过程中的启发效应的影响

以32个科学发明创造问题为实验材料,采用"学习8个原型-测试8个问题"的两阶段实验范式,通过操纵原型学习条件(是否有标识或插图)考察了原型的知识表征对创造性问题解决的启发效应的影响,结果发现:1)标识对原型的激活率在无插图水平上有显著影响,有标识比无标识原型的激活率更高,在有插图水平上无显著影响;插图对原型的激活率有显著影响,有插图比无插图原型的激活率更高。2)标识和插图都对问题解决的正确率有显著影响,有标识比无标识正确率更高,有插图比无插图正确率更高。3)标识和插图在原型激活率和问题解决正确率上都存在显著交互作用,反映出原型启发的思维过程是复杂的,表现出灵活性、经济性的特点。

抽象概念表征的具身认知观

抽象概念是否通过感知经验来表征以及如何被感知经验表征是具身认知面临的一大问题。在抽象概念表征是否具有感知经验基础的问题上,具身认知理论认为抽象概念通过情境模拟或隐喻与感知经验发生联系。在抽象概念如何与感知经验表征发生联系的问题上,概念模拟理论强调情景或运动模拟在抽象概念表征中的直接作用;概念隐喻理论则侧重具体经验或具体经验与抽象概念之间的共同结构关系在抽象概念表征中的间接作用。未来研究应改变概念表征的稳定的心理实体观,从语言和抽象表征的关系、正常儿童和特殊群体的抽象概念表征差异入手,整合不同的具身认知观点。

竞争与情绪对顿悟的原型启发效应的影响

以汉字字谜为材料,采用"原型学习-问题测试"范式,考察不同竞争水平(高、中、低竞争强度和无竞争)情境下诱发的情绪效价(积极、中性和消极)对顿悟中的原型启发的影响。结果发现:1)竞争水平对字谜问题解决中的原型启发有显著影响,低强度竞争水平最有利于靶字谜问题的解决,中等强度和高强度下效果次之,无竞争条件下效果最差;2)诱发情绪对靶字谜问题解决的原型启发也有显著影响,消极情绪和中性情绪下比积极情绪下靶字谜的正确率更高;3)有无竞争与情绪效价之间的交互作用显著,体现了竞争和情绪这两种动力相关因素在原型启发中的动力作用不是独立的。

刻板印象的认知神经机制

刻板印象是大脑对社会信息的一种自动的类别化加工过程。近期脑成像的研究表明,刻板印象的注意编码、语义表征以及抑制控制等认知成分可以分别通过相应的ERP成分表现出来;而基于ERP源定位以及fMRI的研究表明,杏仁核、前扣带回、大脑前额皮层以及外侧顶叶皮层附近的颞顶联结区可能参与到了它们的认知加工。最后结合已有的研究,提出了刻板印象可能的认知通道,并简要分析了当前研究的不足与今后的发展方向。

科学发明创造思维过程中的原型启发效应

创造性思维是人的创造性得以发挥和创造成果得以形成的决定性因素。本研究采用科学发明创造中的实际问题作为实验材料,对创造性思维中的原型启发效应进行了探讨。研究结果显示,原型对科学发明创造的思维过程具有明显的启发效应,建立的拥有多项指标的《科学发明创造实验问题材料库》是有效的。本研究为进一步深入研究创造性思维过程的认知机制和脑机制提供了有效的研究范式和研究工具。

低自尊个体注意偏向的ERP研究

本研究以高兴、愤怒和中性面孔图片为实验材料,采用空间线索任务,借助事件相关电位技术(ERP)探讨低自尊个体注意偏向的内在机制及生理基础,即从电生理的角度,探讨注意偏向的内在机制是反映了注意的快速定向还是注意的解脱困难,亦或是既有快速注意定向又伴随注意的解脱困难。行为数据发现,高低自尊个体在有效提示下的反应显著快于无效提示条件。脑电数据发现,无效提示条件下,愤怒面孔后的靶子比高兴和中性面孔后的靶子在低自尊个体中诱发了更大的P1和更小的N1波幅,有效提示下无显著差异;高自尊个体在N1和P1波幅上无显著结果。晚期P300成分上,无效提示比有效提示诱发了更正的波幅,未发现自尊相关的显著差异。结果表明,低自尊个体对评价性威胁信息(愤怒)的注意偏向是对威胁信息(愤怒)的注意解脱困难。

随迁儿童元刻板印象威胁对工作记忆的影响:群际焦虑的中介作用

元刻板印象是指个体关于外群体成员对其所属群体所持刻板印象的信念或看法,消极元刻板印象的激活会导致群体成员的一种社会心理困境和认知不平衡状态,诱发压力和害怕体验,并损害其行为表现。研究采用工作记忆的N-back范式,对随迁儿童的元刻板印象威胁效应进行探讨。实验通过让被试根据不同指导语写形容词的方式,操纵了"威胁"和"无威胁"的条件,并考察不同条件对群际焦虑和工作记忆的影响。结果如下:(1)威胁组被试的群际焦虑水平显著高于无威胁组;(2)在工作记忆的3个任务难度中,威胁组被试的正确率显著低于无威胁组;随着难度的增加,威胁组和无威胁组被试的正确率都显著下降;(3)在工作记忆的3个任务难度中,威胁组被试的反应时显著长于无威胁组;随着难度的增加,威胁组和无威胁组被试的反应时都显著增长,且组别与任务难度的交互作用显著;(4)群际焦虑在元刻板印象与工作记忆任务的正确率(中等难度任务)间起完全中介作用,在元刻板印象与工作记忆任务的反应时(中等难度任务)间起部分中介作用。结果表明,在激活随迁儿童的消极元刻板印象后,产生了明显的元刻板印象威胁效应。

中国人三重自我建构加工中的相对优先性:来自ERP的证据

借助事件相关电位技术,采用启动范式的变式探讨了中国人三重自我建构的加工特点。结果发现,具体哪种自我建构占据加工优势取决于具体的加工阶段:早期加工阶段集体自我占加工优势;晚期加工阶段个体自我占加工优势;而在N2成分上,三种自我建构加工优势相当。该结果在一定程度上支持了情境性假设,拓展了三重自我建构理论的研究,为该领域的理论争论提供了新的认知神经科学证据。

字谜问题解决中顿悟的原型启发机制再探

以字谜为实验材料,采用"五对五的学习-测试"范式和ERP记录手段,考察了原型字谜和靶字谜之间是否包含共同字词对顿悟的原型启发的影响。结果发现:在靶字谜出现后的800-1700ms内,有、无共同字词条件比基线条件诱发了一个更正的ERP成分(P800-1700),可能反映了原型的激活和新颖联系的形成。不过,有、无共同字词条件在行为反应和ERP波形上没有显著差异,可能表明原型字谜和靶字谜之间在字面上是否包含相同的字词并不是原型启发的关键。

发明创造问题解决中的原型位置效应

以科学发明创造问题为实验材料,采用"一对一"实验范式,对发明创造问题解决中的原型位置效应进行探讨,结果发现:(1)原型位置主效应显著,后呈现原型成绩显著优于先呈现原型;(2)原型位置效应受创造性倾向影响,随创造性倾向的提高而显著降低;(3)原型位置效应不受启发量影响,但不同创造性个体受高低启发量影响;(4)发明创造问题解决得分与创造性倾向总分相关显著,二者在原型位置效应上表现相同的效应。

元刻板印象及其对群际关系的作用

元刻板印象是指个体关于外群体成员对其所属群体(内群体)所持刻板印象的信念。作为一种群际元知觉,元刻板印象的内容和效价可以在一定程度上反映群际关系。近些年,越来越多的研究表明元刻板印象是影响群际关系的更加重要的变量。相对于刻板印象,元刻板印象的激活更加复杂,激活的元刻板印象会引发一系列的情绪、认知和行为效应。未来研究应关注元刻板印象作用于群际关系的心理机制,并进一步探讨通过元刻板印象改善群际关系的策略,开展针对于我国不同群体的本土化研究。

无意识加工对创造性问题解决的促进效应

以远距离联想测验(RAT)和字谜作为实验材料,采用改进的掩蔽启动实验范式,探讨无意识加工对创造性问题解决的影响。结果发现:(1)无论是完成远距离联想任务还是字谜任务,被试在启动和无启动条件下的正确率均无显著差异;(2)在两类任务下,对于高难度的创造性问题,启动条件下的正确率显著高于无启动条件。对于低难度的创造性问题,启动条件下RAT的正确率显著低于无启动条件,字谜的正确率在两种条件下无显著差异;(3)随着创造性问题难度降低,无意识信息的促进效应逐渐减小,对于低难度的创造性问题,无意识信息反而会起到抑制作用。这表明,无意识加工对随后的创造性问题解决过程具有促进效应,而且这种效应只有在解决高难度的创造性问题时才会体现。