認知控制在發(fā)散性思維中的作用*

滕 靜沈汪兵郝 寧

(1華東師范大學(xué)心理與認知科學(xué)學(xué)院,上海200062)(2河海大學(xué)公共管理學(xué)院暨應(yīng)用心理研究所,南京210098)

1 引言

創(chuàng)造力,作為反映人類智慧的高級認知能力之一,體現(xiàn)在藝術(shù)創(chuàng)作、技術(shù)革新及科學(xué)發(fā)明等眾多領(lǐng)域(Radel, Davranche, Fournier, & Dietrich,2015)。它通常被定義為在特定環(huán)境下個體產(chǎn)生新穎的(獨創(chuàng)的、預(yù)想不到的)和適宜的(不超出條件的限制且有用的)思想及產(chǎn)品的能力(Runco&Jaeger,2012)。創(chuàng)造性思維是創(chuàng)造力的認知層面,代表創(chuàng)造性過程的認知元素、思維過程、思維風(fēng)格等(Sternberg & Lubart, 1999)。發(fā)散性思維是創(chuàng)造性思維的主要組成部分,它是一種不依常規(guī)、尋求變異,從多方面探求答案的思維形式(Sternberg&Lubart,1999),是沿著各種不同的方向去思考,重新組合當前的信息和記憶系統(tǒng)中的信息,進而產(chǎn)生大量獨特新思想的認知過程(沈汪兵,劉昌,施春華,袁媛, 2015)。發(fā)散性思維表現(xiàn)是個體創(chuàng)造潛能的重要預(yù)測變量(Runco & Acar, 2012)。

早期的“聯(lián)系性加工理論”(theassociative theory)認為,發(fā)散性思維是無意識的、自發(fā)的、聯(lián)系性的加工過程(Mednick,1962),注意去焦狀態(tài)及較低水平的認知控制有利于創(chuàng)造性觀念的生成(Baird et al., 2012; Dijksterhuis & Meurs, 2006;Zhong, Dijksterhuis, & Galinsky, 2008)。但新近的“控制注意理論” (the controlled attention theory)認為,發(fā)散性思維是有意識的、自上而下的、目標定向的過程,需要那些參與控制注意和認知的能力的參與(Gilhooly,Fioratou,Anthony,&Wynn,2007;Beaty,Silvia,Nusbaum,Jauk,&Benedek,2014)。認知控制(cognitive control),指當自動的或有賴直覺的加工無法滿足任務(wù)要求時,需集中并維持注意而進行的一系列自上而下的心理加工過程(Diamond,2013),亦是進行多種認知操作不可或缺的有意識的認知資源(Vandervert, Schimpf, &Liu, 2007)。與之涵義相近的一組概念為執(zhí)行功能(executive functions)或執(zhí)行控制(executive control),指個體在實現(xiàn)特定目標或者完成復(fù)雜任務(wù)時, 以靈活、優(yōu)化的方式控制多種認知過程協(xié)同操作的認知機制(Miller & Cohen, 2001)。自下而上的認知控制更側(cè)重與自下而上自動化加工相對應(yīng), 執(zhí)行功能更強調(diào)目標導(dǎo)向性行為, 但兩者本質(zhì)均是涉及大腦額頂控制網(wǎng)絡(luò)的功能。所以本文將借鑒Diamond (2013)的觀點, 在后續(xù)討論中不對二者做特別區(qū)分。

雖然關(guān)于認知控制的可分離性及分類標準尚存在爭議, 但研究者們較為一致的觀點認為認知控制有三個核心成分：工作記憶(working memory,WM)、抑制控制(inhibition control)、認知靈活性(cognitive flexibility) (Davidson, Amso, Anderson,& Diamond, 2006; Lehto, Juuj?rvi, Kooistra, &Pulkkinen, 2003; Miyake et al., 2000)。另有研究者主張, 流體智力(fluid intelligence)作為一系列推理、問題解決、發(fā)現(xiàn)概念間內(nèi)在聯(lián)系的能力總和,是一種高級認知控制能力(Diamond, 2013)。近十幾年, 研究者從不同角度對認知控制與發(fā)散性思維的關(guān)系進行了探討, 取得了豐碩的研究成果。需指出, 以往研究對認知靈活性在發(fā)散性思維中作用的分析多停留在理論層面, 少有實證證據(jù)(Chen et al., 2014)。因此, 本文聚焦于評述工作記憶、抑制控制及流體智力在發(fā)散性思維中作用的相關(guān)研究, 在此基礎(chǔ)上討論認知控制和自發(fā)性認知在發(fā)散性思維中的動態(tài)協(xié)同作用, 進而總結(jié)該主題研究當前的局限并提出未來研究展望。

2 工作記憶與發(fā)散性思維

工作記憶(working memory, WM)指個體在執(zhí)行認知任務(wù)過程中, 暫時儲存與加工信息的能量有限的系統(tǒng); 它被認為是人類認知活動的核心,是學(xué)習(xí)、推理、問題解決和智力活動的重要成分(Baddeley, 1992)。工作記憶有兩個基本功能：使新異信息處于高度活躍的狀態(tài), 以及區(qū)分與任務(wù)有關(guān)或無關(guān)的信息(Nijstad & Stroebe, 2006)。工作記憶容量(working memory capacity, WMC)是衡量工作記憶存儲系統(tǒng)資源容量的操作性指標。

研究表明高工作記憶容量者發(fā)散思維表現(xiàn)更優(yōu)。例如, Rosen和 Engle (1997)以操作廣度(operation-span, Ospan)任務(wù)測量個體的工作記憶容量, 以類別流暢性任務(wù)考察個體的思維流暢性。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 高工作記憶容量被試回憶出更多的動物樣例, 而增加注意負荷導(dǎo)致高容量被試回憶數(shù)量的下降。Hao, Yuan, Cheng, Wang和Runco(2015)探討了工作記憶容量和反應(yīng)方式(將生成的觀點口頭報告或紙筆書寫)對發(fā)散性思維的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 高工作記憶容量組較之低工作記憶容量組在紙筆書寫方式(低認知負荷)下的發(fā)散性思維流暢性更優(yōu), 而在口頭報告方式(高認知負荷)下的表現(xiàn)無差異; 認知負荷在反應(yīng)方式對發(fā)散性思維流暢性的作用中發(fā)揮完全中介作用。上述研究表明工作記憶可能影響發(fā)散性思維的流暢性。de Dreu, Nijstad, Baas, Wolsink 和 Roskes (2012)發(fā)現(xiàn), 工作記憶容量與發(fā)散性思維的新穎性亦存在顯著正相關(guān), 思維的堅持性在其中發(fā)揮部分中介作用。根據(jù)創(chuàng)造力的雙通道模型(dual pathway to creativity model, DPCM), 個體可通過兩個通道完成創(chuàng)造性任務(wù), 即靈活性(flexibility)通道(采用靈活發(fā)散的思維方式)和堅持性(persistance)通道(采用保守堅持的思維方式)。前者利于個體生成豐富多樣的觀念, 后者利于個體在某一范疇內(nèi)挖掘深邃且新穎的觀念, 這兩種通道均可促進創(chuàng)造性觀念的生成。堅持性通道需持續(xù)性聚焦注意以維持觀念生成的路徑, 比之靈活性通道會消耗更多認知資源(de Dreu, Baas, & Nijstad, 2008)。因此, 當發(fā)散性思維從堅持性通道進行時, 需依賴于工作記憶的參與, 表現(xiàn)為發(fā)散性思維的新穎性和工作記憶容量呈正相關(guān)。

來自干預(yù)研究的證據(jù)也支持了工作記憶對發(fā)散性思維的重要作用。Vartanian等人(2013)通過n-back任務(wù)訓(xùn)練個體的工作記憶, 提升其工作記憶容量, 進而探索工作記憶訓(xùn)練對個體完成發(fā)散性思維任務(wù)的影響。fMRI結(jié)果顯示, 相較于對照組, 訓(xùn)練組在完成非常規(guī)用途任務(wù)(alternative uses task, AUT)時其腹外側(cè)前額葉皮層(ventrolateral prefrontal cortex, VLPFC)與背外側(cè)前額葉皮層(dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC)激活顯著減少。以往研究表明 VLPFC與打破心理定勢有關(guān),DLPFC與觀念生成的流暢性有關(guān)(Goel & Vartanian,2005), 該研究暗示工作記憶訓(xùn)練可能提高了發(fā)散性思維相關(guān)腦區(qū)的神經(jīng)效率(neural efficiency)。

但也有研究表明發(fā)散性思維不依賴于工作記憶。例如, Smeekens和Kane (2016)使用復(fù)雜廣度任務(wù)(complex span task)測量工作記憶容量, 使用AUT任務(wù)測量發(fā)散性思維, 結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)二者間的顯著相關(guān)關(guān)系。Lin和Lien (2013)采用雙任務(wù)范式研究工作記憶對發(fā)散性思維和頓悟的影響, 發(fā)現(xiàn)當增加工作記憶負荷時, 個體的發(fā)散性思維表現(xiàn)更好而頓悟表現(xiàn)更差。Lin和Lien基于雙加工理論(Evans, 2003)對此進行解釋, 認為發(fā)散性思維主要依賴認知加工系統(tǒng)1(聯(lián)想的、無需認知努力的啟發(fā)式系統(tǒng)), 不需要工作記憶參與; 而頓悟問題解決不僅依賴于系統(tǒng) 1, 還有賴于系統(tǒng) 2(邏輯的、需要認知努力的分析性系統(tǒng)), 需要工作記憶的參與。

綜上, 工作記憶在發(fā)散思維中的作用非常復(fù)雜, 并非所有研究都檢測到工作記憶的顯著影響。這種結(jié)果的分野可能由以下三方面原因?qū)е隆５谝? 工作記憶可分為空間工作記憶和言語工作記憶, 各有相應(yīng)的測量任務(wù)。例如, 操作廣度任務(wù)或閱讀廣度任務(wù)測量言語工作記憶廣度, 對稱廣度任務(wù)和色環(huán)任務(wù)測量空間工作記憶容量。此外,發(fā)散性思維分為言語發(fā)散思維與空間發(fā)散思維兩類。特定內(nèi)容的工作記憶(material-specific WM)為特定領(lǐng)域(domain-specific)的問題解決提供一個基本平臺(Chein & Weisberg, 2014), 故不同類型的發(fā)散思維可能依賴于不同的工作記憶。早先研究發(fā)現(xiàn)的不一致, 可能反映了不同類型的工作記憶和不同類型發(fā)散思維間的不同關(guān)系。第二, 已有研究中給予被試完成發(fā)散性思維任務(wù)的時間不同。例如, Smeekens和Kane (2016)的三個子研究,被試完成發(fā)散性思維任務(wù)的時間分別為5分鐘、5分鐘和2分鐘, 而在de Dreu等人(2012)的實驗中任務(wù)時間為16分鐘。發(fā)散性思維的序列位置效應(yīng)(serial order effect)表明, 觀念生成的新穎性會隨著時間推移而提高(Beaty & Silvia, 2012), 而低認知控制者將注意長時集中于當前任務(wù)上的能力較低(McVay & Kane, 2009, 2010)。因此, 任務(wù)時間可能是影響工作記憶容量與發(fā)散性思維關(guān)系的重要變量, 即：更長任務(wù)時間條件下, 可能更利于凸顯工作記憶對發(fā)散性思維的重要作用。第三, 創(chuàng)造力的雙過程模型(the twofold model or dual process model) (Finke, Ward, & Smith, 1992)認為, 創(chuàng)造性思維的產(chǎn)生包括觀念生成和觀念評價兩個過程。觀念評價過程更多依賴于自上而下的控制(top-down control)加工, 觀念生成過程則以自下而上的數(shù)據(jù)驅(qū)動加工(bottom-up datadriven thought)為主(Chrysikou, Weber, &Thompson-Schill, 2014; Hao et al., 2016)。工作記憶在發(fā)散性思維的不同階段或許發(fā)揮不同作用。

3 抑制控制與發(fā)散性思維

抑制控制(inhibition control)指減少或制止神經(jīng)、心理或行為活動的認知加工活動, 它是認知控制的核心成分(Diamond, 2013)。抑制主要分為三類：(1)分心干擾抑制, 指抵制與當前任務(wù)無關(guān)的外界信息的干擾; (2)前攝抑制, 指提取信息時阻滯先前與任務(wù)相關(guān)但現(xiàn)在與之無關(guān)的信息進入工作記憶; (3)優(yōu)勢反應(yīng)抑制, 指刻意壓制占優(yōu)勢地位的、自動化的反應(yīng)(Nigg, 2000)。

早在 1975年研究已揭示個體在色詞 Stroop任務(wù)(一種典型的優(yōu)勢反應(yīng)抑制任務(wù))上的表現(xiàn)與其發(fā)散性思維表現(xiàn)及教師評定的創(chuàng)造力水平呈正相關(guān)(Golden, 1975)。后有研究發(fā)現(xiàn)以發(fā)散性圖形生成任務(wù)測得的創(chuàng)造力與Stroop和Navon任務(wù)所測的抑制控制能力間存在顯著正相關(guān)(Groborz &Necka, 2003)。近來, Benedek, Franz, Heene和Neubauer (2012)使用隨機運動生成任務(wù)(random motor generation task)測認知抑制能力, 用5個發(fā)散性思維任務(wù)及多個創(chuàng)造力自陳量表測創(chuàng)造力,以簡化版柏林智力結(jié)構(gòu)測驗(Berlin-Intelligence Structure Test)測量流體智力水平。結(jié)果表明, 抑制水平與發(fā)散性思維表現(xiàn)間存在顯著正相關(guān); 抑制能力促進了觀點生成的流暢性, 而流體智力特定地促進觀點生成的原創(chuàng)性。Benedek, Jauk,Sommer, Arendasy和Neubauer (2014)進一步探索了執(zhí)行功能三成分對流體智力和發(fā)散性思維的作用, 發(fā)現(xiàn)刷新功能對流體智力, 抑制和刷新功能對發(fā)散性思維有正向預(yù)測作用。

近期有研究比較了不同創(chuàng)造力水平者的抑制能力差異(Edl, Benedek, Papousek, Weiss, & Fink,2014)。該研究選擇設(shè)計專業(yè)的學(xué)生為高創(chuàng)造力組被試, 普通專業(yè)學(xué)生為對照組被試, 使用 Stroop色詞任務(wù)測量抑制能力, 以托倫斯創(chuàng)造力測驗(Torrance tests of Creative Thinking, TTCT)測量發(fā)散性思維表現(xiàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 高創(chuàng)造力組被試表現(xiàn)出更強的抑制控制能力; 抑制控制能力與發(fā)散性思維的流暢性和新穎性均有顯著正相關(guān)。另有研究揭示, 低心智游移者生成觀念的創(chuàng)新性隨時間變化保持在穩(wěn)定的高水平, 而高心智游移者生成觀念的創(chuàng)新性隨時間變化不斷降低。鑒于較高的心智游移頻率代表著對當前任務(wù)較低的抑制控制水平, 該研究發(fā)現(xiàn)支持了抑制功能在發(fā)散性思維中的重要作用(Hao, Wu, Runco, & Pina, 2015)。

腦電研究發(fā)現(xiàn), 完成發(fā)散性思維任務(wù)較之推理、計算或記憶提取等任務(wù), 伴有更強的額頂葉腦電 alpha波的事件相關(guān)同步化(event-related synchronization, ERS) (Fink & Benedek, 2014)。研究揭示, alpha波 ERS 與完成同一個任務(wù)的發(fā)散性思維過程有關(guān), 而與聚合性思維過程無關(guān)(Jauk,Benedek, & Neubauer; 2012); 發(fā)散性思維中產(chǎn)生新穎觀點時伴隨額頂葉更強的alpha波ERS (Fink& Neubauer, 2006; Grabner, Fink, & Neubauer,2007); 高創(chuàng)造力的個體比之低創(chuàng)造力的個體, 完成發(fā)散性任務(wù)時表現(xiàn)出更強的alpha波ERS (Fink,Graif, & Neubauer, 2009); 以10 Hz的經(jīng)顱交流電刺激(tACS)作用于額葉使alpha波活動增強, 會提升發(fā)散性思維的表現(xiàn)(Lustenberger, Boyle, Foulser,Mellin, & Fr?hlich, 2015); 在發(fā)散性思維過程中反思已生成的觀念會誘發(fā)額葉更強的 alpha波ERS, 提升后續(xù)觀念生成的創(chuàng)新水平(Hao et al.,2016)。額頂葉alpha波ERS被認為反應(yīng)了大腦對外部刺激和自下而上加工的抑制, 即大腦處于一種自上而下的控制狀態(tài)(Fink & Benedek, 2014)。抑制控制可排除無關(guān)動作、心理活動等對當前任務(wù)的干擾; 可對分心刺激進行抑制, 使注意聚焦于當前的任務(wù); 可抑制占優(yōu)勢地位的“常見”語義概念或觀點的產(chǎn)生, 從而利于發(fā)散性思維(Benedek& Neubauer, 2013)。

然而, 另一些研究發(fā)現(xiàn)抑制能力與發(fā)散性思維表現(xiàn)無相關(guān), 甚至是較低的抑制控制能力有益于創(chuàng)造性觀點的生成。例如, 研究者使用負啟動任務(wù)(negative priming task)測量個體的抑制能力,使用 Wallach-Kogan 創(chuàng)造力測驗(Wallach-Kogan Creativity Test, WKCT)測量發(fā)散性思維, 發(fā)現(xiàn)抑制能力與觀念生成的新穎性、流暢性沒有顯著相關(guān)(Stavridou & Furnham, 1996; Green & Williams,1999)。張麗華、胡領(lǐng)紅和白學(xué)軍(2008)比較了高低創(chuàng)造力大學(xué)生漢字負啟動效應(yīng)的差異, 發(fā)現(xiàn)高創(chuàng)造力組被試的抑制能力顯著低于低創(chuàng)造力組。負啟動是指對先前被忽視的項目進行反應(yīng)時, 準確率下降且反應(yīng)時延長的一種現(xiàn)象, 它反映了注意的抑制機制, 與選擇性注意有關(guān)(Neill, 1977)。研究者也關(guān)注了另一種抑制能力, 即潛在抑制能力(latent inhibition, LI)在發(fā)散性思維中的作用。LI是指一種忽略先前經(jīng)歷過的與當前任務(wù)需求無關(guān)刺激的潛意識能力(Lubow & Gewirtz, 1995)。需指出, 潛在抑制是臨床精神病領(lǐng)域提及較多的術(shù)語, 而前攝抑制能力更多在記憶領(lǐng)域使用。事實上, 兩者無論從定義還是研究范式上來看都頗為相似。Carson, Peterson和Higgins (2003)使用創(chuàng)造力成就問卷(Creative Achievement Questionnaire,CAQ)測個體的創(chuàng)造成就, 用TTCT測發(fā)散性思維,并測查個體潛在抑制能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 無論是高創(chuàng)造成就者較之低成就者, 還是發(fā)散性思維高新穎組較之低新穎組, 均表現(xiàn)出更低的潛在抑制水平。

Chrysikou等人(2013)在被試完成非常規(guī)用途任務(wù)或常規(guī)用途任務(wù)前, 使用經(jīng)顱直流電刺激(tDCS) (1.5 mA)分別抑制左側(cè)前額皮層和右側(cè)前額皮層的興奮性。他們發(fā)現(xiàn), 左側(cè)前額皮層活動的減弱可提升個體在非常規(guī)用途任務(wù)中的表現(xiàn),這表明認知去抑制可能易化了發(fā)散性思維。Radel等人(2015)要求被試持續(xù)做40分鐘的抑制任務(wù)以消耗其抑制功能資源, 而后要求被試完成發(fā)散性思維和聚合性思維任務(wù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 抑制功能資源耗損促進了個體發(fā)散性思維的流暢性。上述發(fā)現(xiàn)支持了“認知抑制及行為抑制能力的缺乏是高創(chuàng)造力個體所具備的典型特征”這一觀點(Eysenck,1995)。這可能是因為, 個體在低抑制狀態(tài)下可同時獲得、加工大量的潛在有用信息(Carson et al.,2003), 也可能促進了語義網(wǎng)絡(luò)激活擴散的速度或距離, 進而促進更多原創(chuàng)性想法的生成(Radel et al., 2015)。

關(guān)于抑制還是去抑制更有利于發(fā)散性思維目前仍有爭議。一個值得關(guān)注的視角是, 發(fā)散性思維或許并不簡單依賴于抑制控制本身, 可能抑制控制的靈活運用對發(fā)散性思維過程更為重要。這種假設(shè)已有相關(guān)研究支持。Zabelina和 Robinson(2010)發(fā)現(xiàn), 發(fā)散性思維并不籠統(tǒng)地與基于 Stroop效應(yīng)所測的抑制能力存在相關(guān), 而是與試次到試次間抑制控制的靈活調(diào)整有關(guān)。即, 是抑制控制的靈活性而非抑制控制能力的高低導(dǎo)致了個體創(chuàng)造表現(xiàn)的差異。沿著這一思路, 該團隊探討了注意的靈活轉(zhuǎn)換能力對發(fā)散性思維和現(xiàn)實情境創(chuàng)造成就的預(yù)測作用。結(jié)果表明, 以 TTCT測得的發(fā)散性思維表現(xiàn)與注意的靈活轉(zhuǎn)換能力正相關(guān), 而以創(chuàng)造力成就問卷測量的現(xiàn)實情境創(chuàng)造成就則與更彌散的注意狀態(tài)有關(guān)(Zabelina, Saporta, & Beeman,2016; Zabelina, O'Leary, Pornpattananangkul, Nusslock,& Beeman, 2015)。姚海娟(2014)的研究也表明, 相比低發(fā)散性思維水平者, 高發(fā)散性思維水平者的認知抑制能力更靈活; 創(chuàng)造性思維與認知抑制的關(guān)系受到情緒狀態(tài)、時間壓力和語境的調(diào)節(jié)作用。抑制控制一方面可以通過維持目標定向行為來促進發(fā)散性思維的進行, 另一方面則會阻礙遠距離想法的獲得從而抑制發(fā)散性思維; 高創(chuàng)造力的人則可以根據(jù)當前情境需要迅速在高低抑制控制間轉(zhuǎn)換(Edl et al., 2014)。另一個值得關(guān)注的問題是,盡管近來有研究者提出無論對兒童、青少年還是成人而言, 抑制功能均是發(fā)散性思維中的一項核心能力(Cassotti, Agogué, Camarda, Houdé, & Borst,2016), 但以往針對兒童和青少年的實證研究相對缺乏。探討抑制功能在兒童和青少年發(fā)散性思維中的作用, 探索其發(fā)揮作用隨年齡增長的變化趨勢, 是一個有趣的研究話題。

4 流體智力與發(fā)散性思維

流體智力是一種高級認知控制能力(Diamond,2013), 它對解決新異問題起到關(guān)鍵作用(Burgess,Gray, Conway, & Braver, 2011)。研究者采用潛變量分析方法, 探索了流體智力、執(zhí)行功能對于發(fā)散性思維的預(yù)測作用, 發(fā)現(xiàn)流體智力對發(fā)散性思維的影響受到執(zhí)行功能中轉(zhuǎn)換能力的調(diào)節(jié)(Nusbaum & Silvia, 2011)。另有研究分析了流體智力和工作記憶對三類創(chuàng)造性思維(聯(lián)想流暢性、發(fā)散思維、聚合思維)所起的作用, 發(fā)現(xiàn)工作記憶通過流體智力間接預(yù)測了三類創(chuàng)造性思維的成績(Lee & Therriault, 2013)。近來研究表明, 個體創(chuàng)造成就的高低受其流體智力和語義結(jié)構(gòu)的共同影響(Kenett, Beaty, Silvia, Anak, & Faust, 2016)。Nusbaum和Silvia (2011)提出, 流體智力通常與使用新穎性定義的創(chuàng)造力有關(guān), 而在僅用流暢性定義的創(chuàng)造力中不存在這種相關(guān)關(guān)系。該主張在一項測量學(xué)研究中得到證實, 其發(fā)現(xiàn)流體智力與發(fā)散性思維的新穎性得分有顯著正相關(guān), 而與發(fā)散性思維的流暢性得分無關(guān)(Benedek, et al., 2012)。

上述研究表明流體智力促進發(fā)散性思維的新穎性, 但此作用的內(nèi)在機制依然不清楚。有研究者基于認知過程觀的視角, 從不同角度(包括序列位置效應(yīng), 指導(dǎo)語效應(yīng), 策略習(xí)得等)探討流體智力怎樣對發(fā)散性思維過程產(chǎn)生影響。Beaty和Silvia (2012)從認知控制的角度重新審視了發(fā)散性思維中的序列位置效應(yīng)。他們發(fā)現(xiàn), 高流體智力被試一開始就能產(chǎn)生新穎的觀點; 而低流體智力被試起初會產(chǎn)生最普通、最不新穎的觀點, 而后逐漸產(chǎn)生愈加新穎的觀點。他們認為, 高流體智力個體具有強的執(zhí)行功能, 可有效地抑制了那些占優(yōu)勢的普通觀點的干擾, 從而能夠持續(xù)生成高新穎性的觀念。Nusbaum, Silvia和Beaty (2014)發(fā)現(xiàn), 當被明確要求被試產(chǎn)生創(chuàng)造性觀念時, 高流體智力者比低流體智力者更能從這種外顯的指導(dǎo)語中獲益, 產(chǎn)生更為新穎的觀點。Nusbaum和Silvia (2011)給予被試發(fā)散性思維訓(xùn)練, 將被試分為策略訓(xùn)練組和無策略控制組。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 策略使用情況與流體智力間存在交互作用, 當給予策略訓(xùn)練時, 高流體智力者發(fā)散性思維表現(xiàn)更好。該研究表明, 高流體智力者在進行創(chuàng)造性問題解決過程中, 更易于使用抽象的策略來提高其觀點生成的新穎性。

近來有研究探索了流體智力在發(fā)散性思維中作用的神經(jīng)機制。Jaarsveld等人(2015)使用 EEG技術(shù)記錄被試完成創(chuàng)造性推理任務(wù)(要求被試編制一個3 × 3幾何矩陣推理任務(wù))的腦電活動。他們發(fā)現(xiàn), 在問題解決的思維發(fā)散階段和思維匯聚階段均出現(xiàn)了前額葉和頂葉alpha波ERS的增強,該結(jié)果表明在解決結(jié)構(gòu)不良(ill-structured)的創(chuàng)造性問題過程中需要智力的參與。

5 認知控制?自發(fā)性認知對發(fā)散性思維的交互影響

近年來, 神經(jīng)科學(xué)研究技術(shù)被廣泛應(yīng)用于創(chuàng)造力研究領(lǐng)域, 為揭示發(fā)散性思維的內(nèi)在機制提供了諸多新證據(jù), 這些證據(jù)勾勒出一種認知控制與自發(fā)性認知在發(fā)散性思維過程中動態(tài)協(xié)作的新取向。自發(fā)性認知(spontaneous cognition)指獨立于外部刺激輸入, 源自于對內(nèi)部心理活動的內(nèi)在關(guān)注的一種認知過程(Smallwood, 2013), 包括心智游移(mind wandering)、心理摸擬(mental simulation)、自傳體式提取(autobiographical retrieval)、未來情境思維(episodic future thinking)等等(Andrews-Hanna, 2012)。大腦的默認網(wǎng)絡(luò)(default mode network, DMN)在自發(fā)性認知中起到主要作用(Andrews-Hanna, Smallwood, & Spreng,2014)。默認網(wǎng)絡(luò)主要涉及的腦區(qū)有后扣帶回(posterior cingulate cortex)、楔前葉(precuneus)、內(nèi)側(cè)前額葉(medial prefrontal cortex)、外側(cè)頂葉(lateral parietal cortex)和內(nèi)側(cè)顳葉(medial temporal cortex), 等等(Greicius, Krasnow, Reiss, & Menon,2003)。

盡管默認網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)(executive control network, ECN)在功能上是相互拮抗的關(guān)系, 但在創(chuàng)造性認知中發(fā)揮相互協(xié)作的作用。Beaty等人(2014)對比了高低創(chuàng)造力個體在靜息態(tài)下腦網(wǎng)絡(luò)的功能連接強度, 發(fā)現(xiàn)高創(chuàng)造力者的額下回(inferior frontal gyrus, IFG)與默認網(wǎng)絡(luò)間有更強的功能連接。Mayseless, Eran和 Shamay-Tsoory (2015)的研究要求被試在fMRI中完成非常規(guī)用途任務(wù)和典型用途任務(wù), 分析新穎性想法產(chǎn)生的特定腦區(qū), 并進行功能連接分析。結(jié)果表明,新穎性想法的產(chǎn)生(相較于常規(guī)想法)伴隨默認網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)側(cè)前額葉皮層和后扣帶回更強的激活; 觀點的新穎性程度與腹側(cè)前扣帶回(ventral anterior cingulate cortex, vACC)的激活水平呈顯著正相關(guān),且伴隨腹側(cè)前扣帶回與左側(cè)顳頂區(qū)更強的功能連接。上述結(jié)果表明, 新穎想法的產(chǎn)生涉及新聯(lián)結(jié)的建立(自發(fā)性認知)及對普通觀點的抑制(認知控制)。

Green, Cohen, Raab, Yedibalian和Gray (2015)關(guān)注了狀態(tài)性創(chuàng)造力提升(通過指導(dǎo)語增強創(chuàng)造性)背后的神經(jīng)基礎(chǔ)。該研究所用的任務(wù)為“動詞生成任務(wù)” (verb generation task), 即給被試呈現(xiàn)一個名詞, 要求被試說出與這個名詞相關(guān)的動詞,而后使用潛在語義分析方法(latent semantic analysis,LSA)測查該動詞與名詞的語義距離, 語義距離越遠代表創(chuàng)造性越高。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 被試反應(yīng)的語義距離與默認網(wǎng)絡(luò)內(nèi)側(cè)前額葉皮層的激活呈顯著正相關(guān); 隨著名詞和動詞之間語義距離的增加, 內(nèi)側(cè)前額葉與腹側(cè)前扣帶回的耦合也增強, 這種耦合的增強可能表示新異聯(lián)結(jié)的建立。Sun等人(2016)對被試進行為期一個月的認知刺激訓(xùn)練(cognitive stimulation training)以提升發(fā)散性思維能力, 并測查訓(xùn)練所引起的大腦結(jié)構(gòu)和功能的改變。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 訓(xùn)練后功能發(fā)生改變的腦區(qū)主要涉及背側(cè)前扣帶回、背外側(cè)前額葉和頂下小葉(inferior parietal lobule, IPL), 結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的腦區(qū)主要為背側(cè)前扣帶回。背側(cè)前扣帶回和背外側(cè)前額葉參與認知控制任務(wù)中, 頂下小葉與語義加工有關(guān), 上述結(jié)果說明自上而下控制加工與自下而上聯(lián)系性加工均參與到發(fā)散性思維過程中。

Zhu等人(2017)研究了靜息網(wǎng)絡(luò)(resting state networks, RSNs)連接模式對于言語和視覺發(fā)散性思維的預(yù)測作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 對于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的功能連接而言, 額頂控制網(wǎng)絡(luò)中的頂上葉(superior parietal cortex, SPL)功能連接強度可以同時負向預(yù)測兩種類型發(fā)散性思維任務(wù)表現(xiàn), 而額頂控制網(wǎng)絡(luò)的額中回(middle frontal gyrus, MFG)、默認網(wǎng)絡(luò)的楔前葉功能連接強度可以負向預(yù)測視覺發(fā)散性思維得分, 默認網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)側(cè)前額皮層功能連接強度可以負向預(yù)測言語發(fā)散性思維任務(wù)表現(xiàn)。對于網(wǎng)絡(luò)間的功能連接而言, 無論是言語創(chuàng)造力,還是圖形創(chuàng)造力, 均與額頂控制網(wǎng)絡(luò)與默認網(wǎng)絡(luò)間功能連接強度呈正相關(guān)。Beaty, Christensen,Benedek, Silvia和Schacter (2017)通過實驗操縱將新穎觀點生成中存在的語義干擾作用進行了分離,以探究大腦網(wǎng)絡(luò)間互相作用所對應(yīng)的認知機制。結(jié)果顯示, 高語義限制條件下(相比于低語義限制條件)伴隨著執(zhí)行控制與默認網(wǎng)絡(luò)間功能連接的增強。這表明, 發(fā)散性思維中的認知控制有利于抑制優(yōu)勢語義干擾。

執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)與默認網(wǎng)絡(luò)的共同活動意味著,發(fā)散性思維可能需要在認知控制與自發(fā)性加工之間達到某種微妙的平衡(deliberate balance), 對認知控制加工需求的增加并不會引起默認網(wǎng)絡(luò)的抑制(Mok, 2012)。創(chuàng)造性思維的雙過程模型提出,創(chuàng)造性思維由兩個過程互相作用產(chǎn)生：其一為觀念生成(idea generation), 主要通過聯(lián)系性加工的形式實現(xiàn); 其二為觀念評價(idea evaluation), 通過對觀點適宜性和新穎性的評價及篩選實現(xiàn)(Basadur, Graen, & Green, 1982; Sowden, Pringle,& Gabora, 2015)。創(chuàng)造性產(chǎn)品產(chǎn)出的過程包括觀點生成與觀點評價兩個過程間轉(zhuǎn)換的不斷循環(huán)。Beaty, Benedek, Silvia和Schacter (2016)的新近綜述指出, 發(fā)散性思維是大腦默認網(wǎng)絡(luò)與執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)動態(tài)相互作用的結(jié)果。默認網(wǎng)絡(luò)可能更多與創(chuàng)造性觀念生成有關(guān), 尤其與從長時記憶中提取潛在有用的信息有關(guān); 執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)主要負責(zé)依據(jù)任務(wù)要求對創(chuàng)造性觀點進行評價與修正; 而突顯網(wǎng)絡(luò)(salient network)則負責(zé)默認網(wǎng)絡(luò)與執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)之間的靈活轉(zhuǎn)換。在另一篇新近綜述中,Zabelina和 Andrews-Hanna (2016)主張創(chuàng)造性思維是一種典型的內(nèi)部導(dǎo)向性認知(internallyoriented cognition)過程, 對其涉及的腦網(wǎng)絡(luò)功能連接進行了分析, 認為發(fā)散性思維需要默認網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)協(xié)同作用。

6 總結(jié)與展望

已有研究對認知控制在發(fā)散性思維中的作用沒有形成統(tǒng)一的結(jié)論, 但多數(shù)研究支持認知控制在發(fā)散性思維中扮演重要角色, 例如, 維持任務(wù)目標, 對信息進行加工整合, 根據(jù)認知需求使注意在去焦與聚焦狀態(tài)下靈活切換, 抑制非新穎性想法的產(chǎn)生, 根據(jù)任務(wù)要求靈活使用策略, 對最初生成的觀點進行修訂評價, 等等。需要指出, 新近研究對控制注意理論的強調(diào), 并不代表對早期聯(lián)想理論的否定。事實上, 目前學(xué)界關(guān)于創(chuàng)造性思維的認識, 已跳出發(fā)散性思維主要依賴于聯(lián)系性加工, 聚合思維主要依賴于智力的絕對化的認識框架(Silvia, 2015)。發(fā)散性思維非常復(fù)雜, 既不同于白日夢或心智游移對于思維具有較低的限制,也不同于一般的問題解決具有明確的目標導(dǎo)向性且需要高度的認知控制(Christoff, Irving, Fox,Spreng, & Andrews-Hanna, 2016)。發(fā)散性思維的早期階段需要思維靈活流動, 從長時記憶中搜索潛在的有用信息, 其后期階段需要對可能產(chǎn)生的答案不斷進行評價、修訂及完善, 它需要自上而下控制加工與自下而上聯(lián)系性加工共同參與完成。

該主題下的研究有幾方面不足之處。首先,認知控制是一個概括性術(shù)語(Miyake et al., 2000),其范疇下的概念較多, 概念間的關(guān)系不清晰, 任務(wù)范式各異, 導(dǎo)致研究結(jié)果難以比較與整合。第二, 多為相關(guān)研究, 缺乏有力的因果推理, 對現(xiàn)象背后認知機制的探討也在初步階段。雖然研究者已提出雙通道模型(de Dreu et al., 2008)和雙過程模型(Finke et al., 1992)等體現(xiàn)執(zhí)行控制功能的理論模型, 但目前的實證研究多在探討發(fā)散性思維是否需要認知控制參與這一問題。認知控制如何對發(fā)散性思維中的各種認知加工進行協(xié)調(diào), 以保證認知系統(tǒng)以靈活、優(yōu)化的方式運轉(zhuǎn)？相較于一般性問題解決, 認知控制在發(fā)散性思維中扮演的獨特作用機制是什么？這些重要的科學(xué)問題尚未得到回答。第三, 認知控制影響發(fā)散性思維的神經(jīng)基礎(chǔ)依然不清楚。例如, 背外側(cè)前額葉、前扣帶回、額極皮層等與執(zhí)行控制有關(guān)的腦區(qū)參與發(fā)散性思維, 他們在發(fā)散性思維加工中分別發(fā)揮怎樣獨特的作用？與大腦網(wǎng)絡(luò)間功能連接相對應(yīng)的心理認知過程是什么？等等。

未來研究應(yīng)著力解決以下幾方面問題。

第一, 若要更好地理解認知控制對發(fā)散性思維所起的作用, 需對認知控制各成分間的關(guān)系有更深刻的認識。具體說來：(1)需澄清工作記憶與抑制控制的關(guān)系(Diamond, 2013), 即WM為抑制控制服務(wù), 或抑制控制為 WM 服務(wù), 或二者是互相獨立的兩種執(zhí)行功能？(2)在同一研究中區(qū)分不同抑制能力(優(yōu)勢反應(yīng)抑制、分心干擾抑制、前攝干擾抑制)對發(fā)散性思維的不同作用?？蓽y量個體各種抑制功能水平, 分析其與發(fā)散性思維表現(xiàn)的關(guān)系; 可通過實驗方法操縱抑制功能的可用資源(如飲用酒精、睡眠剝奪、心智游移、資源耗損、干預(yù)訓(xùn)練、雙任務(wù)范式等), 探索其對發(fā)散性思維表現(xiàn)的影響。(3)鑒于流體智力與執(zhí)行功能、工作記憶等均存在強相關(guān), 后續(xù)研究需進一步探索流體智力對于發(fā)散性思維的特異性影響及其作用機制。

第二, 探討認知控制影響發(fā)散性思維是否受到其他因素的調(diào)節(jié)。發(fā)散性思維涉及多種因素共同作用, 執(zhí)行功能也會受其他認知情感因素的影響。因此, 需探索影響認知控制與發(fā)散性思維作用關(guān)系的第三因素(如動機與情緒因素), 利于澄清以往研究中的不一致結(jié)論。研究表明, 情緒卷入和動機對于認知控制有廣泛影響(Pessoa, 2009),國內(nèi)學(xué)者對此已有相關(guān)綜述(周雅, 2013)。研究也發(fā)現(xiàn), 積極/消極情緒或趨近/回避動機分別對發(fā)散性思維有不同作用方式(Nijstad, de Dreu, Rietzschel,& Baas, 2010; Friedman & F?rster, 2005)?；诖?未來研究可對被試的情緒或動機進行測量、誘發(fā)及操縱, 探究情緒或動機、執(zhí)行控制與發(fā)散性思維之間的路徑關(guān)系。

第三, 關(guān)注多巴胺(dopamine, DA)等神經(jīng)遞質(zhì)在發(fā)散性思維中的作用。研究表明, 多巴胺水平與額頂控制網(wǎng)絡(luò)功能連接強度存在倒U型關(guān)系(Dumontheil, Gilbert, Frith, & Burgess, 2010)。有趣的是, 多巴胺水平與發(fā)散性思維表現(xiàn)也呈倒U型關(guān)系(Chermahini & Hommel, 2010)。Aberg, Doell和 Schwartz (2017)發(fā)現(xiàn), 左半球 DA水平占優(yōu)勢組(相比于右半球DA水平占優(yōu)勢組), 具有更好的聯(lián)系性加工能力以及更高的創(chuàng)造力。后續(xù)研究可以檢驗四種多巴胺能通路(中腦?邊緣通路、中腦?皮質(zhì)通路、黑質(zhì)?紋狀體通路、下丘腦?漏斗通路)中究竟哪些通路會影響發(fā)散性思維, 以及不同多巴胺通路在認知控制對于發(fā)散性思維作用中所扮演的角色, 進而為有意識認知控制理論尋找有效的生化標記(biochemical marker)。

第四, 理解大腦運行規(guī)律有兩項基本法則,即功能分離(functional segregation)與功能整合(functional integration) (Friston, 2011)。基于這一思路, 后續(xù)研究一方面可以借助經(jīng)顱磁刺激(TMS)或經(jīng)顱直流電刺激(tDCS)、經(jīng)顱交流電刺激(tACS)等技術(shù)直接刺激與認知控制相關(guān)的特定腦區(qū)(如抑制控制核心腦區(qū)額下回) (Aron, Robbins, &Poldrack, 2014), 探究大腦執(zhí)行功能的改變對發(fā)散性思維產(chǎn)生的影響。另一方面, 采用更精巧的實驗設(shè)計, 探索發(fā)散性思維中DMN和ECN如何動態(tài)協(xié)作, 如何實現(xiàn)“最優(yōu)化”的平衡。具體可從以下兩方面進行思考：(1) DMN和ECN之間是協(xié)作還是競爭關(guān)系可能取決于任務(wù)要求(如追求觀念的新穎性或數(shù)量, 任務(wù)時長, 認知負荷等)。認知控制的匹配過濾假說(matched filter hypothesis)指出, 不同任務(wù)對認知控制的參與度有不同的需求,并非認知控制水平越高越好(Chrysikou et al.,2014)。后續(xù)研究可操縱發(fā)散性思維的任務(wù)要求或認知負荷, 探究認知控制和自發(fā)性認知在不同情況下的協(xié)作模式。(2) DMN與ECN之間的動態(tài)作用可能受個體差異(如人格或智力因素)的調(diào)節(jié)(Mok, 2012)。后續(xù)研究可對個體特質(zhì)進行測量,區(qū)分特質(zhì)高低組, 對比不同組別在完成發(fā)散性思維任務(wù)時大腦網(wǎng)絡(luò)功能連接模式的異同。

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