创造性成就与认知灵活性的关系：来自大脑结构和功能连接的证据

摘要

创造性是指个体产生既新颖又适用产品的能力(Steinberg& Lubart，1996)。以往关于创造性的研究多集中于创造性思维成分及创造性任务中大脑活动的探究。过去十年，研究者们在实验室中探索了创造性的多个方面，例如发散思维、顿悟和艺术创造性。在这些研究中，研究者仅仅探讨了创造性的某个认知成分，其中创造性的某个既定的加工过程被讨论。但这些研究，以及同类的研究并没有达成相对一致的结论。正如创造性领域中两篇重要的评论所指出:这个领域支离破碎，理论和概念都很贫乏(Arden，Chavez，Grazioplene，& Jung,2010; Dietrich&Kanso，2010)。对于这个问题，我们认为使用有良好生态学效度和包含测量多种创造性能力的测量工具有助于进一步理解创造性的本质。此外，先前的研究较少关注创造性个体间的差异，事实上，个体间的行为和神经机制上差异也是研究创造性的一个重要方向。不同于事件相关的功能磁共振成像(fMRI)研究，基于大脑结构或功能的个体差异研究并不探讨个体在创造性解决问题瞬间的大脑活动，而是以环境、行为对大脑的可塑性为前提，探讨个体创造性行为对大脑的机构（如灰质体积）和功能（静息状态下大脑的活动模式）的影响。
　　另一方面，以往行为和fMRI的研究都强调了自发的认知活动在创造性中作用，而忽略了认知控制加工在创造性行为中的思维转换、目标定向和产品评估等角色。近期的研究表明工作记忆容量(De Dreu，Nijstad，Baas，Wolsink，&Roskes，2012)，聚焦注意和监控(Aziz-Zadeh,Liew,& Dandekar,2013)以及认知控制(Groborz& Necka，2003)等自上而下加工在创造性任务起着重要作用。对于控制加工促进创造性表现这一现象，有研究者推测反映思想和行为适应能力的认知灵活性可能促进个体在动态环境中思维转换，并通过这种方式产生新颖的想法和促进事物发现(De Dreu，Nijstad,& Baas，2011)。Dietrich(2004)也强调创造性是认知灵活性的缩影，认知灵活性应该作为创造性理论的核心。然而，很少有研究去探究认知灵活性与创造性的关系，迄今也还没直接的证据去探究二者关系的神经基础。因此，本研究的目的是调查个体间创造性成就的差异与大脑结构，以及相应大脑功能连接的关系。此外，认知灵活性作为高创造性个体的特质，我们进一步检验了它是否可以调节个体造性成就与大脑活动模式的关系。
　　在研究1中，每个被试完成了创造性成就问卷、瑞文推理测试以及人口统计学调查。所有参与者都来自于西南大学创造性与情绪研究团队的多模态数据库，结合测查的行为和大脑影像数据的筛选情况，共366名被试为有效被试。首先考察了创造性成就在性别上是否会有差异，结果发现创造性成就在性别上没有显著性差异。采用多重线性回归模型探索了局部灰质体积(GMV, regional gray matter volume)与创造性成就的关系，并在模型中把性别、年龄、智力和全脑灰质体积作为协变量。结果发现个体的创造性成就与双侧背部扣带(dACC，dorsalcingulate cortical)、喙部扣带和辅助运动区的灰质体积显著负相关;与额上回、腹内侧前额叶的灰质体积正相关。此外，在未矫正情况下，即体素水平设置为P＜.001，双侧颞下回、左侧楔前叶、右侧背外侧前额叶和双侧丘脑后部的灰质体积与创造性成就正相关。
　　研究2招募回研究1中164名被试（有效）参与认知灵活性测试，并使用了这些被试的行为数据和静息状态下的功能磁共振数据。相关分析显示创造性成就与认知灵活性正相关，即高创造性成就的个体表现出更高的认知灵活性。在大脑结构变化的基础上，进一步探索了创造性成就与大脑功能连接的关系。种子点(ROI)和独立成分分析(ICA)驱动突显网络的方法均显示个体创造性成就与双侧dACC和内侧前额叶(mSFG, medial superior frontal gyrus)、内侧额上回和左侧额岛的功能连接强度呈负相关。为了进一步探索认知灵活性是否影响大脑功能连接于创造性成就的关系。中介分析显示当认知灵活性作为中介变量时，仅有dACC-mSFG连接和创造性成就的关系受到影响。
　　上述结果表明，个体创造性能力与广泛分布脑区的局部灰质体积相关，这些区域涉及到与自动和控制两种认知加工相关的脑区。此外，认知灵活性通过dACC-mSFG功能连接间接地影响了个体的创造性表现。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 研究背景及意义

1．2 问题提出

1．3 创造性研究述评

1．3．1 创造性定义和测量

1．3．2 创造性认知神经机制的相关研究

1．4 认知控制与创造性

1．4．1 控制加工与创造性关系的研究

1．4．2 认知灵活性与创造性关系的研究

1．5 已有研究的不足和本研究的设想

2 研究一 个体创造性成就与大脑灰质体积的关系

2．1 前言

2．2 研究方法

2．2．1 被试

2．2．2 刺激材料

2．2．3 MRI数据采集

2．2．4 数据预处理

2．2．5 统计分析

2．3 实验结果

2．3．1 行为实验结果

2．3．2 大脑结构(VBM)结果

2．4 讨论

3 研究二 创造性成就、认知灵活性与大脑功能连接的关系

3．1 前言

3．2 研究方法

3．2．1 被试

3．2．2 静息态数据采集

3．2．3 静息态数据预处理

3．2．4 静息态网络分析

3．2．5 统计分析

3．2．6 中介效应分析

3．3 实验结果

3．4 讨论

4 总的讨论与结论

4．1 总的讨论

4．2 研究不足和未来研究方向

5 研究结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文