艺术创造过程的认知神经基础

摘 要 艺术创造是艺术家运用自我的艺术体验、艺术构思和艺术表现，解决艺术难题，产生较高审美价值的新颖观念或产品的过程。艺术创造过程中创造性想法的生成涉及到前额叶皮层功能的分离，而艺术创造目标导向下创造性想法的验证则与执行网络和默认网络的相互耦合有关。同时，艺术创造过程中存在具有情感性的直觉加工过程，涉及以尾状核为主的基底神经节广泛激活、默认网络内部联结的减弱以及与情感加工相关的边缘网络和脑岛等区域的普遍激活。未来应针对艺术创造具身机制和双侧大脑功能连接等方面开展研究。

关键词 艺术创造过程 生成- 探索模型 神经加工机制

1 引言

创造力是个体打破既定的思维习惯、产生原创新颖想法的能力（Sternberg amp; Lubart， 1996）。国内外研究者对顿悟、发散性思维等一般创造过程已经进行了比较深入的研究（邱江， 张庆林， 2011;Jung et al.， 2013）。创造性按领域分类，主要包括艺术创造和科学创造。有研究者认为，不同领域的创造过程本质上是相同的（Plucker， 2005）。另一些研究者则提出，创造过程具有领域特殊性（Baer，1998）。更多研究者认为，创造过程既有跨领域的一般性，也有领域的特殊性，研究者提出创造性的游乐园理论模型，整合对于创造性的领域特殊性与领域一般性问题的不同观点（Baer amp; Kaufman， 2005;Sternberg， 2005）。

Zeki（2001）提出风格各异的艺术创造可能源于共同的神经生物学过程。艺术创造作为最典型的创造性活动，对其认知神经基础的研究为揭示人类创造性的本质提供重要依据。基于学界对艺术创造力和艺术创造性的定义，本文将艺术创造过程确定为艺术家运用自我的艺术体验、艺术构思和艺术表现，解决艺术难题，产生具有较高审美价值的新颖观念或产品的过程（Feist， 1998; Sternberg， 2005）。本文在一般创造性过程的认知神经机制模型的基础上，梳理了艺术创造过程对应的脑神经活动模式，比较了艺术创造过程与一般创造过程神经基础的异同，提出了艺术创造作为专门领域的认知过程，并指出艺术创造过程神经机制研究进一步发展的方向和思路。

2 一般创造过程的理论模型

2.1 一般创造的认知过程理论

研究者提出四阶段理论、生成– 探索模型等理论来解释一般创造的认知过程。四阶段理论由Wallas 提出，并得到后来研究者的完善， 该理论认为创造过程分为准备阶段、酝酿阶段、启发阶段和验证阶段（Dijksterhuis amp; Nordgren， 2006; Wallas，1926）。Finke 等人（1992）基于创造过程心理表征的提炼、重建和解释，提出创造过程的生成—探索模型（geneplore model），将创造过程分为生成过程和探索过程。在生成过程中，个体生成创造性相关的有用成分，并将它们组合在一起，形成前创造结构；在探索过程中，个体对前创造结构进行理解和解释，选择和验证生成的组合表象，最终获得创造性发现（Ward et al.， 1995）。上述两个创造过程的理论模型分别从不同层面对创造过程进行探讨：生成– 探索模型强调对创造过程心理表征的提炼和重建，四阶段模型则对这一过程进行了更细致的划分（詹慧佳等， 2015）。艺术创造作为最典型的创造类型，其过程中包含艺术想法的产生及评估，这个过程的认知神经机制可能也遵循一般创造过程的生成和探索两阶段。

2.2 创造过程的大脑网络动力模型

Beaty 等人（2016）基于生成– 探索模型，提出创造过程神经机制的大脑网络动力模型。这个理论认为，创造性想法的产生与评价同大脑默认网络和执行控制网络的动态交互作用相关。大脑网络动力模型提出（Beaty et al.， 2016， 2018），创造过程是以创造目标为导向生成自我思想的过程，涉及到默认网络的生成功能和执行控制网络的策略功能。在创造过程的生成阶段，默认网络的激活有助于产生备选的创造性想法；在创造过程的探索阶段，执行控制网络的激活负责评估备选想法的有效性并进行调整，以满足特定任务目标，获得创造性发现。同时，在创造过程中，执行控制网络和默认网络动态交互作用，协同完成自上而下（执行）和自下而上（生成）的创造过程，产生新颖且适用的想法。

上述创造过程认知过程理论和神经机制模型对一般创造过程及其脑机制进行了阐释。有关一般创造认知过程和神经机制的进一步介绍可以参见国内外研究者所开展的研究（林郁泓等， 2021; Beaty etal.， 2018; Benedek et al.， 2019; Chen et al.， 2020）。现在的问题是，艺术创造过程是否也符合上述理论模型？艺术创造过程是否还存在专门领域的特殊性？其神经基础同一般创造过程有何异同？

3 艺术创造过程的加工机制

艺术创造作为专门领域的创造，包含了艺术创造性想法的生成和探索过程。在生成阶段，个体内在的认知过程将艺术创造性相关的有用成分组合在一起，形成艺术创造表象；在探索过程中，个体以生成阶段得到的艺术创造表象为单元，结合已有知识和经验，寻找有意义的方式，组合艺术表象，并对生成的产品进行理解和解释（Beaty et al.， 2016;Sternberg amp; Lubart， 1996）。研究者提出，在一般创造性过程的生成– 探索加工之外，艺术创造可能还存在专门过程，是一种直觉形态的心理过程，此时艺术家的自我意识暂时消融，无意识和意识、感性和理性整合，是一种自由不拘的直觉性的整体把握，这可能是艺术创造所特有的加工过程（周宪， 2009;Barrett， 2020）。由于缺乏实证性研究的证据，美学家和艺术心理学家过去对这一过程的讨论一直停留在个案报告和理论探讨上。近年来基于艺术创造过程脑神经机制的研究为这一艺术创造特有的认知加工过程的研究提供了证据。

3.1 前额叶皮层的分离模式与创造想法的生成

Liu 等人（2015）进行了一项针对诗歌创作的研究，14 名诗人和13 名新手在核磁共振扫描时使用安全键盘来完成诗歌创作的任务；实验条件包括自发创作新诗、修订创作的诗歌、默写诗歌和随机打字。作者使用独立成分分析技术，发现在自发创作新诗条件和诗歌修订条件下，内侧前额叶皮层（mPFC）都很活跃，但执行网络的背外侧前额叶和顶叶执行系统（DLPFC/IPS） 的反应存在差异：执行网络在自发创作新诗过程中失活，在修订诗歌过程中激活，诗人和新手表现出了一致的模式。进一步比较发现，与新手相比，诗人的执行控制网络在新诗创作过程中失活程度更强，这表明诗人在新诗创作过程中具有更低的认知控制水平，而这可能有助于产生具有创造性的想法。研究还邀请专家评定新创作诗歌的创造性水平，并与脑区激活水平进行相关性分析。结果发现，作品创造性水平越高，诗人背外侧前额叶区域与听觉中枢、躯体感觉及运动区域之间的关联程度越低。这可能提示在诗歌创作的生成阶段，执行网络的失活使创作者能够在低认知控制水平下生成生动新颖的艺术想法，产生更具艺术创造性的诗句。Limb 等人采用功能磁共振成像技术（Limb amp;Braun， 2008），考察6 名专业爵士钢琴演奏者即兴创作曲目和演奏传统曲目的过程。结果发现，即兴创作条件下，演奏者背外侧前额叶区域（DLPFC）表现出广泛失活，内侧前额叶皮层（mPFC）则被激活，出现前额叶皮层功能的分离模式。

上述研究提示，艺术创造过程中前额叶皮层会出现分离模式，即负责执行控制的背外侧前额叶（DLPFC）的广泛失活和负责新想法产生的内侧前额叶皮层（mPFC）的激活。其中默认网络内侧前额叶皮层（mPFC）的激活有助于创造性想法的生成，而执行控制脑区的失活降低了创造性想法产生过程中负责执行控制功能的脑区对创造性想法生成的抑制作用（Beaty et al.， 2018; Benedek et al.， 2018）。艺术创造需要产生大量新颖复杂的想法，外侧前额叶区域的执行控制及监测功能的失活，即传统执行控制功能的减弱，使得创作者处于低水平的认知控制，内在生成的创新想法被允许自由展开。这与一般创造过程生成阶段的认知神经机制相似。

3.2 默认、执行网络的耦合与创造想法检验

在艺术创造过程中，艺术家不仅生成艺术创造想法，还需要围绕艺术理念和创作目标，对产生的创造想法进行判断、评估和选择。研究者（Pinho etal.， 2016）研究了39 名古典或爵士钢琴专业演奏者即兴演奏过程的神经活动。参与者使用兼容于fMRI的光纤钢琴八度（从F 到E 的12 个钢琴键）音程键盘进行即兴演奏。实验分为音高设置和情绪设置两种条件。在音高设置条件下，每次实验给被试展示6 个音符，分为调性条件或无调性条件，演奏者根据给定的音符进行创作；在情绪设置条件下，演奏者按照实验所提供的情绪条件（快乐或恐惧），在创作中表达相应的情感。结果发现，在音乐创作过程中，演奏者DLPFC 脑区的活动和连通性高度依赖于实验条件：在音高设置条件下，演奏者DLPFC 与运动前区和顶叶区表现出更高的活性和功能连通性；在情绪设置条件下，演奏者DLPFC 和顶叶区域的激活程度较低，但DLPFC 与默认网络的功能连接增加。研究者认为，在音高设置的条件下，演奏者在限制条件下进行演奏，因此需要很强的DLPFC控制执行功能的参与；在情感设置条件下，演奏者进行自由即兴创作，DLPFC 通过与默认网络的合作，自上而下地影响源自默认网络的创造性想法的生成过程。Liu 等人（2015）关于职业诗人的功能连接性分析也显示，内侧前额叶皮层（mPFC）在诗句创作和修改这两个过程中都是活跃的，而认知控制脑区在诗句创作过程时减弱，在修正过程中重新参与。

当艺术创造过程满足特定任务的要求时（如表达特定情感或传达抽象概念），此时艺术创造是目标导向，依赖默认网络与执行控制网络脑区的耦合（Beaty et al.， 2016；Pinho et al.， 2016），创作性的高低与此两网络的连接强度相关（张璇，周晓琳，2021）。已有研究表明，DLPFC 可能参与规划和执行新奇复杂的行为、目标相关的问题解决以及高级认知操作的自由选择等任务（Speitel et al.， 2019）。与一般认知控制不同，艺术创造过程中需要持续产生艺术创造的想法，因此在创造过程中，DLPFC 可能通过与默认网络的功能耦合，保持艺术创造过程中新想法生成，并修订所产生的艺术想法，以满足特定创作任务目标的要求（Liu et al.， 2018; Spreng etal.， 2015）。

3.3 艺术创造的情感性直觉加工过程

美学家和艺术心理学家们指出，不管是借助语言、绘画或者雕塑，艺术创造都是在表现“心灵中不可言说的、与特殊的情感形象结合在一起的东西”，相比于一般性创造过程，艺术创造可能存在情感性的直觉认知加工，这是一种内隐层面的认知，被称为“不定形的认知”或“弥散认知”，这是艺术创造过程中必须经历的过程（李泽厚，2019；孙非，1982；周宪， 2009）。这个认知过程对艺术创造相关的经验、知觉、记忆痕迹等进行意识层面之下的组织和整合，此时个体感到自己处于一种整体性的经验中，但并不能清晰地意识到发生了什么，个体自我意识和控制感降低或者暂时消失，并始终体验到强烈的情感性，这种艺术创造的加工过程在不同艺术类型（绘画、雕塑、作曲、演奏、舞蹈、写作等）中普遍存在。

一项探讨文学创作过程神经基础的功能性磁共振成像研究中（Erhard et al.， 2014），20 名文学创作专家和28 名没有写作经验的被试参与实验。实验条件分为头脑风暴、创造性写作、阅读和抄写四种条件，前两种为写作条件，后两种为对照条件。结果发现，在创造性写作条件下，与没有写作经验的被试相比，专业作家的左侧尾状核激活明显。尾状核是基底神经节一部分，参与程序记忆和内隐运动控制，被认为负责不需要努力的信息转移和自动化技能，在这个研究中该脑区的激活可能反映了艺术创造的直觉处理过程（Kühn et al.， 2013）。Barrett 等人（2020）采用功能磁共振成像技术，研究了著名古典音乐演奏者加布里埃拉·蒙特罗（以下简称GM）即兴演奏时的脑区活动。GM 在实验中完成音阶演奏任务、记忆演奏任务和创作演奏任务。在音阶演奏任务中，GM 反复演奏半音音阶；在记忆演奏任务中，她回忆演奏一段给定的熟悉乐曲；在创作演奏任务下，她进行即兴创作演奏。研究发现，在即兴创作演奏条件下，GM皮质下网络（包括丘脑和基底神经节）模块化程度增加。基底神经节是内隐加工系统的神经基础，对内隐记忆运动和认知技能的内隐记忆至关重要，由基底神经节回路控制的内化运动模式在执行过程中几乎不需要前额叶活动（Tanaka et al.，2016）。同时，研究者使用全脑功能性连接分析表明，与记忆演奏任务相比，在创作演奏条件下GM 默认网络内的连接性下降，而视觉网络的连接性增强。研究者认为，创作演奏条件下默认网络内连接性的减少反映了自我意识的减弱，正如GM 报告所言，她“将创作演奏比作游戏”，“即兴创作过程中并没有意识到自己在做什么”。在谈到创造过程时，艺术家们都不约而同地描述这种似乎毫不费力的、无意识的创作体验，如歌德所说“事先毫无印象或预感，诗意突如其来，我感到一种压力，仿佛非马上把它写出来不可……在这种状态中，我往往面前斜放着一张稿纸而没有注意到，等我注意到时，上面已写满了字”。艺术创作过程中这种相似的感受说明艺术创作会经历在没有意识思考的情况下自由进行的过程，是一种自由不拘的直觉性加工过程。此时，前额叶皮层对艺术创造性任务的成功执行不再是必需的，艺术创造的完成依赖于皮层下基底神经节等直觉信息处理系统。

同时，艺术创造的表现饱含细腻丰富的情感，艺术家在情感状态中发挥创造力进行艺术表现，艺术家经常从不同角度提到创造中的情感性。毕加索说：“在绘画中，我是依据情感来安排事物……色彩就像脸部的特征一样，是随着情绪的变化而变化的”（周宪，2009）。在有关GM 的研究中，与机械弹奏半音音阶条件相比，即兴演奏条件下GM 大脑边缘系统的脑区（如前扣带皮层和中扣带皮层）普遍激活，这表明即兴创作时个体产生了富有情感的投入和表达（Barrett et al.， 2020）。运用脑成像技术研究音乐创作过程的其它实验也发现（Benedeket al.， 2018），当艺术家进行乐曲创作时，被试的脑岛、双侧纹状体及边缘系统被激活。前面提到的Erhard 等人（2014）针对文学创作过程的研究也发现，头脑风暴条件与阅读控制条件相比，专业作家比非专业被试在右侧硬核、右侧岛叶、左侧辅助运动区和右侧初级运动皮层激活更多。脑岛的激活被认为与创作过程中个体整合内部感受信息和情绪体验有关，而边缘结构和扣带皮层在情感加工中起重要的作用，因此脑岛、前扣带皮层、边缘结构等脑区的激活可能体现了艺术创造加工中始终伴随的情感性（de Manzano amp; Ullén， 2012; Limb amp; Braun， 2008;Mayseless et al.， 2015）。艺术创造表现最敏锐和复杂的情感，饱含情感性的艺术创作并非意识完全控制之下的产物，具有情感性的直觉加工可能是艺术创造特有的认知加工过程。

4 总结与展望

4.1 艺术创造专门领域的认知加工

综上所述，艺术创造过程包含前额叶皮层的功能分离模式，即执行控制网络的失活和默认网络的激活，使创造个体处于低认知控制水平，生成内在创造性想法；负责认知控制的执行网络与默认网络相互耦合，在艺术创造目标的导向下检验、评价和选择生成的创造性想法。这与一般创造过程的生成–探索阶段大脑动力网络模型相符。同时，艺术创造过程还涉及以尾状核为主的基底神经节的广泛激活、默认网络内部联结的减弱以及与情感加工相关的边缘网络、脑岛等区域的普遍激活。这些神经活动分别提示，艺术创造具有内隐加工、自我意识减弱和富有情感性的特有认知过程。这为美学家所提出的艺术创造过程存在直觉的不定形认知加工过程提供了证据。

美学家们认为不定形认知是艺术创造必须经历的专门过程，直觉性是不定形认知的特点之一，并且伴有强烈的情感体验（孙非， 1982）。艺术创作过程中创作者感到一种强烈的、非具体的情感，感到复杂而非言语能表达的情感在心中涌动，迫使创作者去表达。艺术家们在描述自己的创造过程时常常提到类似的经验，如谱写马赛曲的鲁日所感受的（斯蒂芬· 茨威格， 2019），“方才有什么东西，他不知道是什么，把他高高举起来，直抵他的感官从未感受到的神圣之境”，也类似于海德格尔所描述的“人会进入一种静息状态，但并不是思维毫无活动，而是处于人的各种潜能和谐运动的那样一种无限的状态”（海德格尔， 2000），又如“妙手偶得之”、“下笔如有神”等诗句所描述的创作状态。这种艺术创造过程中的无定形认知加工在一般性创造和其他领域的创造中极少出现。

由上可知，艺术创造过程作为专门领域的创造符合生成– 探索的一般创造过程，其认知加工神经机制包含了艺术创造性想法生成的前额叶皮层功能分离模式，即执行控制网络的失活和默认网络的激活以及创造性想法探索过程中负责认知控制的执行网络与默认网络相互耦合。同时，艺术创造过程还存在情感性的直觉加工过程，这可能是艺术创造专门领域的神经机制。值得注意的是，因受到艺术形式和现有研究技术手段的限制，目前针对不同类型艺术创造过程的神经机制研究多寡不均，音乐、绘画和文学创作较多，雕塑、舞蹈和戏剧等形式较少，虽然我们推测不同艺术形式的创造过程具有较大的共性，但仍需更多针对不同艺术类型创造过程的研究来提供有关它们共性和差异性的证据。另一方面因为缺少艺术创造过程高时间分辨率的认知神经机制研究证据，艺术创造中生成– 探索加工和具有情感性的直觉认知加工是否具有时间上的先后顺序，还需要进一步针对艺术创造过程时间进程的研究提供证据，以完善艺术创造过程神经机制的理论模型。

4.2 双侧大脑功能与艺术创造阶段的关系

艺术创造过程是否具有半球优势？这个问题尚存争议。一部分研究者认为，艺术创造过程具有半球优势。研究发现（Bhattacharya amp; Petsche，2005），在视觉感知或视觉记忆时，艺术家右半球的脑电活动明显强于左半球，具有不对称性，而非艺术家的大脑半球不对称性不明显，艺术家在视觉任务中左右半球差异可能大于非艺术家。一项元分析发现（Yang et al.， 2014），右半球BA 47 在隐喻句子加工过程中激活，参与隐喻理解，可能代表了专业作家所具有的文学和口头创造性。建筑专业学生在图画创造性任务中左半球的后顶叶皮层、额上回等区域激活更强（Aziz-Zadeh et al.， 2013），而在控制任务中右侧中央后回、后顶叶皮层和视觉处理等区域激活更强。另一些研究者认为（Villarreal etal.， 2013），艺术创造依赖于双侧大脑功能的整合，左右半球之间的直接或间接交互作用可能有助于产生高原创性的设计，具有创造性的艺术家左右半球会同时参与发散性思维活动，并不表现明显的半球优势（Zaidel， 2013），古典音乐艺术家GM 在即兴创作乐曲过程中双侧脑区的激活。艺术创造过程中是否存在半球优势可能与艺术创造不同阶段相关，目前针对这一假设的研究还比较稀少，有待加强。

4.3 艺术创造过程的具身认知

具身认知观点强调个体心智或认知对身体及其感觉运动系统的依赖性，认为身体与大脑的特殊感觉——运动通道对认知具有塑造作用（叶浩生，2011）。艺术创造过程，如舞蹈、戏剧、音乐、动画和雕塑等与身体感觉运动系统密切相关，艺术的外在表现（如音乐节奏感、舞蹈动作、雕塑形态等）与创作者的内感、肌肉律动和情绪传达相融通（姚海娟等， 2018; Stanciu， 2015）。针对一般创造过程和科学创造过程的研究很少提及具身性这一问题，但针对艺术创造过程的研究需要充分考虑具身机制，因为它们可能是艺术创造过程的重要认知加工基础。对演奏家GM 的研究也表明（Barrett et al.， 2020），即兴演奏会导致GM 大脑中听觉区域、与认知功能相关的额叶区域、前运动/ 运动区域和体感区域的广泛激活，音乐即兴创作不仅与听觉系统相关，还与艺术家的感觉运动系统相关，音乐家的艺术创造过程可能采用了从手指到耳朵的具身创造形式。Cross 等人报告说，从没有经验的表演过渡到高度熟练的表演过程中，舞者镜像神经元的反应显著增加，人类的镜像神经元系统有能力组织语言和音乐信息，努力传达意义和情感，建立感觉运动的直觉体验模型，这在艺术创造中可能具有重要的作用（Cross etal.， 2006; Thomson amp; Jaque， 2017）。几个重要的问题是，不同类型的艺术创造是否具有相似的具身机制？它们是否具有共同的神经基础？这些问题都有待在将来的神经美学研究中得到进一步探索。

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