创造性思维的认知神经机制：基于EEG和fMRI研究证据

林郁泓 叶超群 刘春雷

（曲阜师范大学心理学院，曲阜273165）

1 引言

创造性（creativity）也叫创造力，即个体产生新颖独特且具有社会价值和适用性产品或想法的能力（Sternberg＆Lubart，1996）。一般而言，创造性主要包括创造性思维、创造性人格、创造性行为、创造性成就等方面，其中创造性思维通常被视为创造性的核心（Fink＆Benedek，2014；刘春雷，王敏，张庆林，2009）。从1950年吉尔福特（Guilford）首次将创造性引入心理学领域开始，创造力研究虽经历了跌宕起伏的研究趋势，但创造性思维的研究却一直不断地深入 （Benedek，Christensen，Fink，＆Beaty，2019）。诸多研究者从不同的方面、不同的角度采用不同的实验任务和实验范式对创造性思维进行了一系列探索，比如发散性思维（divergent thinking）、聚合性思维（convergent thinking）、顿悟（Insight）、远距离联想能力、艺术创造力等（Dietrich＆Kanso，2010；Fink＆Benedek，2014；Luft，Zioga，Thompson， Banissy， ＆ Bhattacharya， 2018；Margulis，2017；罗劲，2004）。

当下，创造力越来越受到国家和社会的重点关注。尤其在神经影像技术（比如，脑电图、功能性磁共振成像）快速发展的推动下，创造性思维的认知神经机制逐渐成为脑科学研究的重要主题之一（Fink＆Benedek，2014；刘春雷，王敏，张庆林，2009；沈汪兵，刘昌，陈晶晶，2010；沈汪兵，刘昌，袁媛，张小将，罗劲，2013；詹慧佳，刘昌，沈汪兵，2015）。脑电图（e lectroencephalogram，EEG）有着高时间分辨率，能更加精细地分析创造性思维的时间序列变化以及相关的脑电成分的频谱能量变化。比如，运用EEG研究创造性思维发现个体创造力与alpha脑电成分具有密切的关系以及时间序列关系（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）的空间分辨率比较高，能够精确地定位到与创造性思维产生相关的激活脑区以及多个脑区、多个脑网络的动态协作（Beaty，Benedek，Kaufman，＆Silvia，2015；Beaty，Benedek，Silvia，＆ Schacter，2016；Dietrich＆Kanso，2010；Shi et al.，2018；Zabelina，Hechtman，Saporta，Grunewald，＆Beeman，2019）。鉴于此，本文对创造性思维认知神经机制领域内EEG和fMRI研究所取得的成果进行了梳理和综合评述，并在此基础之上对创造性思维认知神经机制进行了总结和讨论，最后对于未来的研究方向进行了展望。

2 创造性思维的EEG研究

2.1 创造性思维与alpha事件相关同步化

Martindale等（1978）首次运用EEG进行创造性研究。他们发现高创造力个体相比低创造力个体展现了更强烈的alpha频段（8～12Hz）能量。在之后的研究中，他们采用EEG进一步探究了创造力与alpha频段能量的关系，研究发现高创造性个体在创造性思维产生过程中产生了更强烈的alpha频段能量，但这种现象没有在较低创造性个体中发现（Martindale＆Hasenfus，1978）。近二十年来，这种创造性思维产生过程中alpha能量增强的现象仍被不断地重复发现，大量研究一致表明alpha频段能量对于创造力的产生异常敏感。这种完成特定任务或事件时某一频段能量增加的现象被称为事件相关同步化 （event－related synchronization，ERS），反之，完成特定任务或事件时某一频段能量减弱的现象被叫做事件相关去同步化（event－related desynchronization，ERD）（Pfurtscheller＆ Lopes da Silva， 1999； Pfurtscheller， Stancak， ＆ Neuper，1996）。

在运用EEG对创造性思维的认知神经机制进行探究时，主要存在两种研究取向：一种是任务模式取向，即探讨创造性任务与非创造性任务的脑功能差异；另一种是个体差异模式取向，即探讨高创造力与低创造力个体间的脑功能差异。相对来说，前者多是基于创造性认知的观点，后者更主要是基于创造性人格的观点，但逐渐也有少数研究开始运用交叉模式，考察不同创造性被试进行创造性思维任务与常规任务的差异（沈汪兵 等，2010）。由于不同研究者对于创造性定义理解的差异性以及实验任务和研究取向的不同，整个领域的研究结果存在很大的差异性（Dietrich＆Kanso，2010；Fink＆Benedek，2014）。但随着研究的不断深入，越来越多的研究开始证实alpha频段事件相关同步化与创造性思维之间的关系。

在任务模式的研究取向下，研究者发现相比于非创造性任务，个体在创造性任务中的alpha频段的能量显著增加。M o lle等人（1999）对比发散性思维和聚合性思维的大脑EEG活动。结果发现，与聚合性思维相比，发散性思维与大脑中央区域和大脑顶叶区域的alpha频段能量存在显著相关关系。Jauk，Benedek和Neubauer（2012）在AUT任务中也发现被试在产生更多的创造性想法时，额叶和顶叶区域的alpha频段能量显著增加。除了发散性思维，在复合远距离联想 （compound remote associates task，cRAT）任务中，研究者也发现，相比于未正确完成cRAT任务的被试，正确完成的被试右侧颞叶alpha频段能量显著增加（Luft et al.，2018）。在个体差异模式取向下，高创造性个体在创造性任务中表现出的alpha频段能量也显著高于低创造性个体（Fink＆Neubauer，2008）。更进一步的研究发现，在发散性任务期间，高创造性思维个体在额叶和顶叶区域的alpha频段能量增加的时间要显著长于低创造性思维个体。Razoumnikov（2000）发现，在较高的alpha频段（10～12Hz）中，高创造性个体与一般创造性个体相比具有更大的右半球内相干性和更大的左右半球间相干性，高创造性个体的右半球内相干性在中央和顶叶区域之间最为突出（Razoumnikova，2000）。

除alpha频段之外，其他频段的脑电成分与创造性思维之间也有一定的联系。发散性思维向聚合性思维动态转变的过程中被试delta频段能量显著降低（Boot，Baas，Muhlfeld，de Dreu，＆ van Gaal， 2017）。 Wokke， Ridderinkhof和 Padding（2019）在图片命名任务中发现，被试图片命名的创造性得分越高，额叶中部的theta频段的能量就越低。

2.2 创造性思维事件相关同步化的认知机制

早期的研究者认为，alpha频段事件相关同步化意味着大脑皮质空转或者是大脑信息加工强度的降低，反映了一种低皮质唤醒、散焦注意力的大脑失活状态（Martindale，1999），或者是前额叶功能低下的状态（Dietrich，2003）。如今，大多数研究者认为这种解释过于简单，并且越来越多的研究表明alpha频段的ERS与个体自上而下的认知控制存在密切关系（Benedek， Bergner， Konen， Fink， ＆Neubauer，2011；Benedek，Schickel，Jauk，Fink，＆ Neubauer， 2014； Fink ＆ Benedek， 2014）。Benedek， Bergner， Konen， Fink 和 Neubauer（2011）为了研究创造性思维alpha频段事件相关同步化涉及哪些认知加工过程，并探究是否与自上而下的认知控制有关，收集了两种实验条件下被试在聚合性思维和发散性思维任务中的EEG：一种是自下而上的认知加工需求条件，即每种任务的刺激都会一直呈现在屏幕上；另一种是自上而下的认知加工需求条件，该条件下每种刺激在成像500ms之后会被“XXXX”遮挡住。结果发现，在自上而下的认知加工需求条件下，被试在聚合性思维任务和发散性思维任务中都出现了额叶alpha频段事件相关同步化现象。但在自下而上的认知加工需求条件下，聚合性思维任务和发散性思维任务都未出现alpha频段事件相关同步化。因此，额叶alpha频段ERS与自上而下的认知加工存在密切关系，其可能反映大脑高内部加工需求的自上而下的认知控制（Benedek et al.，2011；Fink＆Benedek，2014）。

也有研究者认为，创造性思维的alpha频段事件相关同步化反映了创造性思维产生过程中对特定记忆的提取加工。研究个体在AUT任务中的执行策略和抑制控制时发现，个体在刚开始产生新颖想法时，大多是基于对以往相关记忆的提取和回顾，但之后的想法生成是基于一些复杂的策略（Gilhooly，Fioratou，Anthony，＆Wynn，2007），比如在某一物体自身独具的性质、特点之上进行联想想象。并且在创造性思维生成的过程中，存在抑制惯性思维或者优势反应的认知控制。在进行语义加工的过程中，也发现了自上而下的注意控制的搜索加工策略，这也侧面反映了创造性思维的alpha频段事件相关同步化与认知控制的关系。

Beaty和Silvia（2012）在运用AUT任务研究发散性思维的研究中，发现了发散性思维的序列位置效应。即被试的创造力评分随着时间的增加而逐渐增加，起始阶段迅速上升，然后逐渐趋于平缓，并在任务结束的时候达到一个峰值。其中，流畅性在任务开始的1分钟内达到峰值，然后迅速下降，并随着时间的变化而逐渐降低直至趋于平缓；独创性随着时间变化逐渐增加（Beaty＆Silvia，2012）。这一发现表明发散性思维的认知过程存在明显的时程特征，对于高认知控制转换能力的个体，后期阶段独创性得分高于早期阶段（Wang，Hao，Ku，Grabner，＆Fink，2017）。这一过程涉及认知控制，尤其是对于知识策略的提取和操纵，而不是简单地进行远距离联想扩散。Schwab等人（2014）同样采用AUT任务对创造力的时间进程进行研究，将创造性想法生成过程细分为三个时间窗口，以此观测alpha频段能量的时间变化特点。研究发现alpha频段能量的变化有一个典型的时间进程：在想法生成的开始阶段，alpha频段能量整体提高，随后下降，最后再次提高。并且整个过程也都伴随着明显的半球偏侧化现象：在左半球，alpha频段能量随着时间的推移呈稳定下降趋势；而在右半球，alpha频段能量遵循着U型变化（Rominger et al.，2019；Schwab et al.，2014）。在整个过程中，时间进程的动态变化可能反映了创造性思维产生的不同阶段：一开始从以往的记忆中提取虽然大量但常规且陈旧的想法，下一阶段个体通过认知控制、自我评价以及想象和心理模拟来进行筛选，最后生成更多具有新颖性的创造性想法。

在有关图形推理的创造力任务中也发现了类似的现象。研究者在完成图形推理问题中，发现alpha频段能量的时间进程与创造力得分之间呈U型关系（Jaarsveld et al.，2015）。具体表现在问题解决初始阶段alpha频段能量增加，随后降低，最后再次增加。在整个过程中，起初是对相关信息的记忆进行有选择性的提取，这个有控制的记忆提取过程引起了双侧的alpha频段能量同步化。下个阶段，被试在进行任务解决过程中可能采用了逐步试误的方式，最后找到了一个满足答案要求的方案。这一过程可能涉及工作记忆的负载，因此最后阶段又再次出现了alpha频段同步化现象。相比于以往研究，该研究进一步加深了对于创造性过程的认识。大脑后部区域未出现alpha频段半球单侧化现象的主要原因是任务类型不同。同时，该研究结果也支持了之前的关于大脑左右半球单侧化的研究结论，即大脑半球单侧化是创造力任务相关需求的独特表现，能够反映内部加工需求，帮助个体获得有效的语义记忆搜索（Jaarsveld et al.，2015）。此外，有研究也指出，枕叶的alpha频段同步化可能是在复杂心理空间任务中视觉系统对干扰信息的一种抑制。它通过额叶在大脑后部脑区实行自上而下的认知控制，从而实现脑区间功能耦合（Klimesch，Sauseng，＆Hanslmayr，2007；Sauseng et al.，2005）。

2.3 EEG与神经调控技术的联合运用

在当前运用EEG研究创造性思维神经机制的领域内，神经调控技术与EEG的联合运用正逐渐兴起，甚至已经成了不可或缺的重要手段。过去因为技术的落后，无法解决EEG与神经调控仪器联合运用时的噪声干扰问题。如今，随着技术手段的突破，神经调控技术可以对创造性思维相关脑区直接进行刺激，同时用EEG记录这一刺激所引发的神经电活动；反过来，神经调控技术可以对EEG研究中发现的与创造性思维有关的脑区或某一频段的脑电成分进 行 验 证 （Green et al.， 2017； Luft， Zioga，Banissy， ＆ Bhattacharya， 2019； Luft et al.，2018）。相比于单一运用EEG，两者的结合可以较为直观地探究创造性的神经机制（Herrmann，Struber，Helfrich，＆Engel，2016）。

最近有研究者将经颅交流电刺激（transcranial alternating current stimulation，tACS）与EEG联合起来，验证右侧颞极α神经振荡是否为抑制控制的神经机制。研究者首先在远距离联想任务（remote association task，RAT）中使用10Hz的经颅交流电对被试的左侧和右侧颞极进行刺激，观察右侧颞叶alpha频段的神经振荡的增加是否会改善被试的创造力任务表现。结果表明，在使用tACS刺激右侧颞极时，被试远距离联想能力显著增强，而刺激左侧颞极没有显著影响。在第二个实验中，研究者运用EEG来观察另外一批被试在做RAT任务时，右侧颞极alpha频段的神经振荡变化。发现正确完成RAT任务时，被试右侧颞极的alpha频段能量相比于错误完成时显著增加。在第三个实验中，研究者联合tACS和EEG，用EEG记录被试在发散性思维任务中的神经振荡，在被试alpha频段能量到达峰值的同时对被试的右侧颞极进行10Hz－tACS刺激。结果表明在刺激期间，被试的远距离联想能力显著提高（Luft et al.，2018）。以上三个实验深刻地探究了抑制控制的神经机制。

Santarnecchi等人（2019）采用经颅交流电刺激，结合fMRI和EEG技术，探究特定频段的非入侵式电刺激在被试顿悟问题解决过程中的作用。研究者在被试完成口头（compound remote associates task，cRAT）和视觉空间顿悟任务期间，分别以alpha频率（10Hz）和gamma频率（40Hz）刺激被试的右侧顶叶和右侧颞叶，并记录每个被试刺激前后的EEG数据，然后在另一天收集被试的静息态和任务态fMRI数据。结果发现，以40Hz的经颅交流电刺激（tACS）作用于右侧颞叶会提高被试完成CRA任务的准确率，且在双侧颞叶伴有γ波活动的增强。此外，静息态的fMRI结果表明，双侧颞叶的功能连接和40HztACS诱导的认知增强之间存在显著的正相关（Santarnecchi et al.，2019）。这深层次地揭示了顿悟的神经机制。

3 创造性思维的fMRI研究

之前运用EEG对创造力思维进行研究，多是从某一频段的脑电成分来探讨其背后的神经生理机制。但由于EEG的空间分辨率较差，尽管有一些算法可以进行脑区的溯源定位，但其空间定位仍然较差。所以现在越来越多的研究者采用功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）对创造性思维的神经机制进行研究。fMRI因其空间分辨率高，一般都是对创造性思维产生过程中相关激活脑区或者神经网络进行研究，以揭示创造性思维产生与大脑结构之间的关系。

3.1 创造性思维的脑区层次

创造性思维的产生不是一个单一的过程，涉及视知觉、注意、记忆、言语加工、发散性思维、聚合性思维、远距离联想能力、空间想象能力等认知加工过程。故创造性思维加工涉及诸多脑区，是多脑区协同加工的结果。人脑前额叶脑区范围广大，一般指大脑额叶的前部区域，运动皮层和运动前区皮层的前方。前额叶区域涉及规划复杂的认知行为、个性表达、决策和调节社会行为等复杂的认知功能。前额叶（prefrontal cortex，PFC）区域在大量的创造力研究中都表现出一致的激活（Chen et al.，2019；Dietrich＆Kanso，2010）。比如，有研究发现，背外侧前额叶（dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC）和腹外侧 前 额 叶 区 域 （ventrolateral prefrontal cortex，VLPFC）参与了创新想法的产生。其中腹外侧前额叶区域的子区域——额下回 （inferior fontal gyrus，IFG）在创造性思维产生的过程中参与执行控制功能，即在产生新颖想法的同时抑制了陈旧普通想法的干扰。也有研究者认为，额下回负责把远距离或弱相关的语义概念联接起来。比如在概念扩展任务中研究者发现，在新颖性和实用性任务条件下，左侧额下回区域显著激活，前部的额下回参与语义检索，中部的额下回负责选择符合任务需求的语义信息（Abraham et al.，2012）。与此同时，有研究发现背侧额极在推理任务中起着重要的作用，主要负责远距离信息整合（Green，Kraemer，Fugelsang，Gray，＆Dunbar，2012）。除此之外，前扣带回（anterior cingulate cortex，ACC）和背外侧前额叶也在创造性任务中起着重要的作用（Howard－Jones，Blakemore，Samuel，Summers，＆Claxton，2005），背外侧前额叶和背侧前扣带回（dorsal anterior cingulate cortex，dACC）在新颖故事产生中起着关键作用。故当下研究者认为，背外侧前额叶可能负责新思路形成、认知灵活性和工作记忆等，而背侧前扣带回则主要在选择性加工方面起着重要作用（Shah et al.，2013）。总体来看，虽然前额叶在不同的创造力任务和实验范式中其激活的子区域有一些差别，但是前额叶皮质在创造性思维产生的认知加工过程中主要涉及语义控制和语义检索等相关功能，在创造性思维的产生过程中有着不可或缺的作用。

除了前额叶区域外，颞叶区域也在创造性思维产生的过程中扮演着重要的角色。有研究发现，无论是在发散思维任务中还是在聚合思维任务中，左侧颞顶区常被观察到激活的状态，这一区域涉及基本的语言加工功能（Demonet et al.，1992）。Benedek等人（2014）发现，在创造性言语思维任务中，除了前额叶区域激活外，左侧角回（angular gyros，ANG）、颞中回（middle temporal gyros，MTG）、后部扣带（posterior cingulate cortex，PCC）和楔前叶（precuneus，PCUN）、双侧海马旁回（parahippocampal gyros，PhG）、左侧舌回（lingual gyrus）以及梭状回（fusiform gyrus）也被发现了显著激活。颞叶区域（颞中回和海马旁回）是负责陈述性记忆的关键脑区（Squire＆Zola－Morgan，1991），但创造性想法的生成不仅仅依赖于已有的知识经验和以往记忆的提取，还需要对与当前任务有关的信息进行重组和连接，然后生成新的知识或者经验。有研究也证实颞顶区通过语义检索和整合促进了言语创造性任务表现（Fink et al.，2010）。

基于先验知识判断未知的感官刺激是一个基本的决策过程，称为感知决策。后顶叶皮层（posterior parietal cortex，PPC）是哺乳动物大脑皮层的较高关联区域之一，长期以来被认为在感知决策过程中的信息处理以及其他许多认知功能中起着重要作用。最近有研究表明，后顶叶皮层也是创造性思维产生的关键脑区。因为对以往先验知识和记忆的检索、重组与加工，它在创造性思维的产生过程中有着重要作用。后顶叶皮层包括顶上小叶（superior parietal lobule，SPL）和顶下小叶（inferior parietal lobule，IPL），顶下小叶具体分为缘上回（supramarginal gyrus，SMG）、颞顶联合区和角回（a ngular g yrus）。这些脑区分属于不同的脑功能网络，有些属于额顶网络（frontoparietal network，FPN），比如顶上小叶，主要涉及语义和信息整合、反应抑制、认知灵活性和工作记忆等执行控制功能；有些属于默认网络（default mode network，DMN），在创造性想法产生的初级阶段对外界的感知觉信息进行初级加工，并整合内侧颞叶系统产生的己有知识表征。

3.2 创造性思维的神经网络层次

就大脑功能网络的层次而言，在创造性思维产生过程中激活的大脑网络主要有两个：认知控制网络 （cognitive control network，CCN）和默认网络（default mode network，DMN）。认知控制网络主要包括背外侧和腹外侧前额叶皮质的延伸区域以及上顶叶皮质的部分，它主要涉及记忆提取、抑制控制、信息整合加工、工作记忆和任务转换等认知控制功能。研究表明，认知控制网络在创造性思维的产生过程中起着重要的作用。认知控制包含从已有的知识经验和过往的记忆中进行有选择的提取加工，抑制与当前任务无关的或者错误的信息并加以整合加工的能力，还有工作记忆、前摄抑制等。这些认知控制功能极大地促进了创造性思维的产生。大量的研究表明，顶上和背外侧前额叶等认知控制网络的关键区域在很多创造性思维任务中起着重要的作用（Aziz－Zadeh，Liew，＆ Dandekar，2013；Liu et al.，2015；Shi et al.，2019；Tang et al.，2016）。默认网络由中线区域组成，如内侧前额叶皮质和后扣带回皮质，以及下顶叶皮质的后部。它通常与自我生成的思想和自发性认知有关，即与独立于外部刺激输入，源自于内部心理活动的内在关注的一种认知过程有关，比如心智游移 （Andrews－Hanna，2012）、心理模拟（Chai，Ofen，Gabrieli，＆Whitfield－Gabrieli，2014）、观点采择（Buckner＆Carroll，2007）等等。有研究者指出默认网络是自发思维产生的神经基础，在自发性思维产生过程中起到主要作用（Andrews－Hanna，Smallwood，＆Spreng，2014）。在创造性思维任务中常发现默认网络区域被激活，例如楔前叶和内侧前额叶在发散思维（Shi et al.，2019）、诗歌即兴创作（Liu et al.，2015）、隐喻的产生（Mashal，Faust，Hendler，＆Jung－Beeman，2007）等都有激活。

虽然采用神经影像学技术展开了大量的研究，但创造性是依赖默认网络和自发思维过程还是依赖控制网络和认知控制过程，或者依赖两者的协同，目前仍存在很大的争议（陈群林，2017）。但考虑到CCN和DMN的不同功能，这两个网络通常被发现是拮抗关系，这意味着显示CCN激活增加的任务也涉及DMN激活减少。然而，在创造性任务中这两个相互拮抗的网络却在创造性认知加工中表现出共同的激活，彼此间还具有显著的正向功能连接，这意味着创造性思维涉及一种独特的神经加工模式。即由默认网络负责的自下而上的自发性联想有助于产生新颖的联结，同时也需要额顶控制网络自上而下地对常规观点以及无意义的答案进行抑制、过滤和选择。

Beaty，Christensen，Benedek，Silvia和Schacter（2017）采用新颖动词生成任务来考察言语发散思维引起的脑网络连接模式。结果表明，认知控制有助于抑制优势的语义反应，并与自发性的思维过程相互协作，进而促进从记忆系统中提取远距离的新颖概念。由此可见，默认网络与额顶控制网络的功能协作均参与了创造性思维过程。有研究从静息态角度考察创造性思维的大脑神经网络连接模式，利用托兰斯创造性思维测验分别考察了发散思维的静息态功能网络连接模式。结果显示，发散思维均与默认网络内和额顶控制网络内的功能连接强度呈负相关，同时也与默认网络和额顶控制网络间的功能连接强度呈正相关（Zhu et al.，2017）。但涉及的神经网络子成分有所区别，如言语发散思维与前部默认网络和右侧额顶网络的功能连接正相关，视觉发散思维则与后部默认网络和左侧额顶网络的功能连接正相关。由此可见，创造性思维的功能神经网络存在着特殊性和一般性（Beaty et al.，2018；Chen，Beaty，＆Qiu，2020）。最近国内研究者开展了一项整合性研究，利用70名大学生的静息态和AUT任务态数据，首次整合了静息态和任务态两种功能影像数据（Shi et al.，2018）。基于独立成分分析（i ndependent c omponent a nalysis，ICA）的功能连接结果显示，与物体典型特征相比（控制条件），新颖用途条件引起了后部默认网络与右侧额顶控制网络间更强的功能连接，以及左右侧额顶控制网络间更弱的功能连接；静息态结果显示前部默认网络与左侧额顶控制网络间的功能连接与个体独创性得分有显著正相关。该研究揭示了，创造性思维受益于默认网络与额顶控制网络间的协作，而非额顶控制网络内的协作（Shi et al.，2018）。此外，对大脑功能连通性的分析显示，CCN和DMN区域并不孤立地起作用，实际上在包括发散思维在内的许多创造性认知形式中都显示出两者的功能耦合（Beaty et al.，2015），比如诗歌创作（Liu et al.，2015），钢琴即兴创作（Pinho，Ullen，Castelo－Branco，Fransson，＆de Manzano，2016）。

理论层次上对此也有一定的支持。创造性的双加工模型指出，创造性思维包含两个不同的认知过程：想法产生和想法评估。前者依赖于自发性的思维过程，基于记忆系统或利用已有知识经验产生大量的探索性想法；后者需要认知控制对想法的新颖性和适宜性进行评价、修正，过滤掉没有意义的答案，筛选出具有创造性的想法或产品 （Nijstad，De Dreu，Rietzschel，＆Baas，2010）。在创造力脑机制方面的任务态与静息态的脑影像研究证据也支持了该理论假设，揭示了与创造性思维（尤其是发散思维）密切相关的神经网络的重要连接特征。主要包括默认网络、认知控制网络、突显网络及其核心脑区的功能连接，体现了创造性认知加工的复杂性，涉及多个脑区、神经网络的功能协作。即CCN与DMN的共同作用或者在创造性思维产生的不同阶段分别发挥着各自的作用，但整体上是相互协同的作用机制。具体而言，想法产生阶段主要激活与生成性、建构性思维有关的默认网络，其负责创造性观念的生成和长时记忆的提取加工；想法评估阶段则主要激活与评价和认知控制有关的认知控制网络，其主要负责对创造性观点进行筛选、修正和评价。这两个阶段循环往复，协同作用，才使得创造力得以产生（He et al.，2020）。

4 总结与展望

关于创造性，特别是创造性思维的神经科学研究领域，在过去二十年中，在包括创造性过程的大脑结构的动力学和组织学方面取得了许多成果。通过对创造性思维认知神经机制的探索，不仅揭示了创造性思维与某些特定的脑电成分密切相关，而且还发现了创造性思维是由不同的大脑区域、大脑神经网络相互连接协作所驱动的。在执行创造性任务或创造性行为的过程中运用神经影像学技术监控大脑活动，可以发现与特定认知功能相关的区域之间的大脑相互连接，以及特定大脑区域内的时间动态变化特征。

关于脑电图alpha频段和创造性思维之间关系的研究，已经得出了一个可靠而有力的关于创造性思维神经机制的成果。即创造性思维过程中alpha频段对于创造性思维异常敏感，一般来讲alpha频段功率与创造性呈正相关。但在创造性思维产生过程中的alpha频段ERS现象可能反映了大脑对外部刺激的自下而上的抑制加工，即大脑处于一种内部导向的自上而下的认知控制状态；抑或是反映了一种在创造性认知过程中对特定记忆的提取加工。其神经生理意义的差异可能与创造性任务的种类差异和激活的不同脑区有关。

运用fMRI研究创造性思维的神经机制发现，在脑区层次，前额叶，包括背外侧前额叶（DLPFC）和腹外侧前额叶区域（VLPFC），参与了创造性思维的产生（Fink et al.，2009；Fink et al.，2010），额下回（腹外侧前额叶区域的子区域）参与了执行控制加工，从而抑制了旧想法的出现。但总体来看，前额叶皮质主要与创造性思维进程中相关的认知功能以及语义控制和检索有关，但其各个子区域功能的特异性还未有完整的定论。此外，左侧颞顶区在创造性任务中与涉及的基本的语言加工，如言语、语句理解以及言语知觉等方面的能力密切相关。后部顶叶皮层也是创造性思维产生的关键脑区成分，在执行控制功能、信息整合、语义加工、知识表征整合方面具有重要的作用。在神经网络层次上，目前较为一致地认为创造性认知过程主要涉及认知控制网络和默认模式网络，但是具体的加工模式仍然未有一个统一的结论。目前越来越被接受的一种看法是创造性认知过程涉及这两者的功能耦合。

虽然无论是fMRI还是EEG在创造性思维的认知神经机制方面都取得了大量的研究成果，但从整体上看，创造性思维的神经机制研究还处于发展的早期阶段，为了使创造性思维领域更有效地向前发展，在未来的研究中还有许多重要问题亟待解决。

第一，到目前为止，创造力的神经科学研究领域中出现的诸多紧迫问题，都源于缺乏一个整合的理论框架来解释研究结果的异质性问题。理论框架构建的必要性在今天看来尤为重要，因为近年来，运用神经影像学技术研究创造性的方法已经达到了一个相当成熟的阶段。fMRI可以探索在创造性思维产生过程中参与的大脑皮层和皮层下特定大脑区域和神经网络，EEG允许在执行创造性任务时对大脑活动进行精细的时间分析，成熟技术和研究范式为创造性神经机制研究提供了有力的保障。除了成熟的技术外，脑电图和磁共振成像对创造性神经机制的研究中，具体效应的可验证性和可重复性能够对创造性任务中大脑的功能得出可靠的结论。在接下来的研究中，可以在这个方向上做一些尝试。在前人研究的基础之上，集中分析fMRI和EEG研究的数据，初步构建创造性理论模型，即脑－心理－行为理论模型。该模型将有助于在一个完整的框架下构建和整合认知神经科学的研究发现和实验数据，并能够为创造性思维研究提供一个统一的神经影像学的研究框架。这一理论框架还可以为探索大脑中所反映的创造性行为开辟更深层次的研究途径，比如探索创造性行为、思维的不同定义和本质，特别是验证概念理论假设之间的异同。但如何在创造性任务中找到大脑功能的实证支持，是未来研究的一个挑战性问题。例如，分析大脑的功能连通性，可能会为不同神经网络之间的动态信息交流与相互作用提供宽广的视野和思路（Beaty et al.，2018）。

第二，在创造性研究领域中有一点很值得我们关注，即人类的大脑本质上是一个社会性的大脑。因此实验室内的创造性研究的推广效度仍然是一个值得思考的问题。因为实验室内进行的创造性思维研究与真实生活情境的创造性思维是有着巨大的差别的（Sarathy，2018）。现实生活中有着更为丰富、复杂的生活场景，在面对问题时我们可能有着更为全面的思考和更充足的时间，而不是实验室情景所要求的在规定的有限时间内完成创造性任务。但庆幸的是，新兴的社会认知神经科学（Melloni，Lopez，＆Ibanez，2014）领域揭示了社会文化对于创造性思维的影响及其背后的神经机制，即不同文化对于创造力的影响及其影响机制（Ivancovsky，Kleinmintz，Lee，Kurman，＆Shamay－Tsoory，2018）。这一证据能够揭示社会创造力背后的神经机制，以及它们与学习的关系等问题。未来的问题是利用这些最近的神经科学发现来探索创造性大脑，以改善教育环境中的创造性教学。将文化神经科学跨学科地（Chiao＆Blizinsky，2013）应用于创造力研究，可能会产生重要的影响。未来的研究应注重考察潜藏在人类文化多样性之下的创造力本质。复杂的创造性行为是生物和文化动态互动的结果，研究不同人群的文化观、价值观和信仰如何塑造人类的创造性大脑，以及反过来研究大脑产生不同的创造性文化的神经机制，将是十分重要的研究方向。

第三，对于当下存在的诸多争议，未来的研究应结合EEG、fMRI、近红外成像（n ear i nfrared s pectrum i nstrument，NIRS）和神经调控等多种脑成像技术，从大脑结构分离和功能整合的角度对其进行验证。抑或采用更为精巧的实验设计，比如在创造性思维产生过程中操纵注意力或工作记忆负荷，从而允许对创造性思维的神经机制进行更具体而精确的解释。到目前为止，多方法、多角度结合探索创造性神经机制的实证研究还是少数（Fink et al.，2009；Santarnecchi et al.，2019），但是可以预见随着科技的快速发展，对诸多技术障碍的克服，这将会是未来的研究重点和热点。

最后，未来的研究还可以探索创造力是否可以通过特定的认知刺激或神经反馈训练得到有效的增强，并更深入地研究这些干预效应是如何在大脑中反映出来的。遵循多元方法，可以提出开发协议来训练创造力的特定组成部分。例如，产生一种“多维神经反馈训练”的方法，在个体创造力分析结果出来之后针对特定的弱点发挥作用，为国家更好地培养创新型人才发挥重要的作用。