再探猜谜作业中“顿悟”的ERP效应

采用事件相关电位(ERP)技术探讨顿悟问题（字谜）解决中提供答案后的脑内时程动态变化。结果发现,在250~400 ms内,“有顿悟”和“不理解”比“无顿悟”的ERP波形均有一个更为负向的偏移。在“有顿悟—无顿悟”和“不理解—无顿悟”的差异波中,这个负成分的潜伏期约为320 ms (N320),地形图显示,N320在中后部活动最强。进一步对“有顿悟—无顿悟”差异波作偶极子溯源分析,发现N320主要起源于扣带前回（ACC）附近。这似乎表明,N320可能反映了提供答案瞬间新旧思路之间的认知冲突,但是却不能真正揭示顿悟问题解决中思维定势的成功突破以及“恍然大悟”所对应的独特脑内时程变化     

三字字谜顿悟的时间进程和半球效应：一项ERP研究

运用事件相关电位ERPs技术, 采用猜谜任务范式, 从字谜问题解决中谜底“催化”所诱发顿悟的时间进程和半球差异两方面来探讨顿悟的认知神经机制。结果发现：在320~550ms内, “有顿悟”和“不理解”较“无顿悟”的ERP波形均有一个更大的负向偏移。在“有顿悟-无顿悟”和“不理解-无顿悟”差异波中, 该负成分的潜伏期约为380ms, 差异波的脑电峰值锁定在Cz点。半球主效应不显著, 但反应与半球交互效应显著, 其中“有顿悟”差异波的右半球平均波幅显著高于左半球和矢中部。结果表明：N380可能反映了顿悟中舍弃强外显意义而选择弱内在隐喻意义的认知抉择过程, 且右半球在“顿悟”中表现出优势效应。     

三字字谜顿悟的时频特征与源定位

运用事件相关电位(ERPs)技术,采用猜谜任务范式,从字谜问题解决中谜底“催化”所诱发顿悟的时间过程和源定位两方面来探讨顿悟的认知神经机制。脑电时程分析显示,在320-550ms内,“有顿悟”较“无顿悟”的ERP波形有一个更大的负向偏移,且在“有顿悟-无顿悟”差异波中,该负成分的潜伏期约为380ms,差异波的脑电峰值锁定在Cz点。EEG时频则显示N380主要表现为减弱的高频gamma波和beta波的频谱特征。独立成分溯源结果显示,N380存在四个独立源,主要分布在右侧额中回、左侧顶下小叶、右侧颞上回和右侧额下回。这些结果表明,三字字谜顿悟的N380就是N400,且主要负责三字顿悟字谜外显含义到内隐隐喻意义的表征转换加工。     

字谜与远距离联想解决中认知成分的比较

采用自发顿悟范式,通过事件相关电位(ERPs)探讨字谜和远距离联想（RAT）两类顿悟问题解决中的认知差异。结果发现,两类任务的正确反应时均在4000ms左右;解决两类任务的初期都在170ms时出现了正成分,且两类任务在此成分上没有显著差异;在600~700ms内,字谜比RAT诱发了一个更正的ERP成分,主要激活了中后部的脑区;在按键前的800~400ms内,字谜较RAT在右前额诱发了更正的脑电成分。结果表明,字谜顿悟和RAT顿悟存在相似的加工过程,但在重构阶段和啊哈体验上存在差异;两类任务在解决问题时重构过程的不同可能是造成情绪体验差异的原因     

猜谜作业中的ERP效应：基于催化范式的证据

运用ERP技术对个体猜谜任务下的顿悟和无顿悟的情况进行探索。结果发现,在300ms-500ms内,有顿悟比无顿悟引发了更负的N300-500成分,激活了大部分脑区;在600ms-1100ms内,有顿悟比无顿悟引发了更正的P600-1100成分,在中央区显示了最强激活。结果表明,N300-500可能反映了定势破除中的认知冲突,P600-1100可能反映了新异联系的形成。     

原型激活促发顿悟的大脑机制:来自ERP研究的证据

通过"多对对"学习-测试的两阶段实验范型,采用事件相关电位(ERP)技术探讨了顿悟问题(字谜)解决中原型激活促发顿悟的脑内时程动态变化。结果发现,在字谜呈现后的1400 ms内,"有顿悟"与"无顿悟"字谜所诱发的脑电活动基本一致,说明原型字谜的激活可能有自动化加工的趋势;随后,在1400 ms-2500 ms内,"有顿悟"比"无顿悟"字谜诱发出一个更加负性的ERP成分,具体包括:1400-1700 ms(LNC1),1700-2000 ms(LNC2)以及2000-2500 ms(LNC3)。偶极子定位结果显示,LNC1主要起源于左侧额中回附近,可能与关键性启发信息的激活过程有关;LNC2主要起源于左侧额叶,可能主要反映了思维定势的打破以及新异联系的形成过程;而LNC3主要起源于PPC附近,可能与猜中字谜后的情绪体验有关。     

测谎中反馈加工的认知神经机制：一项ERP研究

在一个模拟“杀人——侦探”游戏情境中,被试先完成模拟杀人任务,在随后的测谎阶段使用有反馈的ERP测谎范式,以反馈的形式告知被试测谎结果（“+0.5”或“-2”,分别代表“撒谎逃过检测”或“撒谎被发现”）时的脑内时程动态变化。结果发现,在反馈出现后的200～300ms时间段,表示“撒谎被抓住”比“撒谎逃过检测”的反馈信息诱发了一个更正性的ERP成分（P200-300）,在300～400ms时间段,两种反馈诱发的ERP成分（P300）没有差异,而在450～500ms时间段, “撒谎逃过检测”比“撒谎被抓住”的反馈信息诱发了一个更负性的ERP成分（N500）,负性反馈没有诱发FRN。这些结果表明：P200-300、P300和N500都是与加工测谎结果信息有关的ERP成分。P200-300可能对测谎结果的效价（正性或负性）敏感;P300可能反映被试对测谎结果主观意义大小的评价;而N500可能反映测谎结果所导致的大脑皮层兴奋程度。     

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     

预知任务转换的内源性准备和外源性调节

采用ERP探究在预知条件下任务转换的神经机制。使用“任务转换”实验范式,以汉字（名词/动词）或数字（奇数/偶数）的归类为任务。被试执行任务重复（AA,BB,…）或在两个任务间转换（AB,BA,…）,每个任务序列为连续的两个任务（任务1,任务2）。结果发现,任务1中,在刺激呈现后300ms左右,数、词的转换序列与重复序列出现显著差异;在中央区,320ms左右,任务1中转换序列比重复序列、任务2中转换任务比重复任务都产生一个更为负走向的波。这些结果表明,在预知条件下,简单任务转换的内源性准备可能开始于任务1呈现后300ms左右;内源性准备和外源性调节可能都反映了认知冲突过程,此认知冲突可能是转换代价的主要来源     

不同加工与记忆编码关系的ERP研究

通过事件相关电位(ERPs)记录,探讨了深、浅2种加工与记忆编码的相互关系。研究结果表明,（1）在深、浅两种加工条件下,首次使用汉字材料,获得了ERP相继记忆效应（Dm),随后再认正确的ERPs比随后再认不正确的ERPs有更大的晚正成分。（2）深加工的Dm效应始于N2波的前支（230－280ms)和N2波之后（395－800ms);而浅加工的Dm效应发生在345－490ms之间。深、浅加工的Dm效 涉及不同的脑区,这一结果支持深、浅两种加工的Dm效应可能是分离的结论。     

负面身体自我女性对身体信息的记忆偏向： 来自ERP研究的证据

采用事件相关电位（ERPs）技术探讨了负面身体自我女性（大学生）对胖-瘦两类身体图片进行再认时的脑内时程动态变化。结果发现,相对于控制组（正常女大学生）,胖负面身体自我女大学生在750~800ms的时间窗口内,“胖图”比“瘦图”诱发出一个更正的ERP波形,差异波的地形图显示该正成分在中前部有更强的激活。进一步对差异波作偶极子溯源分析,结果发现,该正成分主要起源于右侧枕叶附近。这似乎表明,右侧枕叶的激活与身体自我信息的出现有关,与负面身体自我图式的体验有关     

The neural basis of insight problem solving: an event-related potential study

The electrophysiological correlates of successful insight problem solving (Chinese logogriphs) were studied in 18 healthy subjects using high-density event-related potentials (ERPs). A new experimental paradigm (learning-testing model) was adopted in order to make subjects find a solution on their own initiative rather than receive an answer passively. Results showed that Successful guessed logogriphs elicited a more positive ERP deflection (P200-600) than did Unsuccessful guessed logogriphs in the time window from 200 to 600 ms after onset of the stimuli. Subsequently Successful logogriphs elicited a more negative ERP deflection than did Unsuccessful logogriphs in the time windows of 1500-2000 ms (N1500-2000) and 2000-2500 ms (N2000-2500). Maps of the P200-600 showed strong activity in the midline parieto-occipital scalp regions. Dipole analysis localized the generator of P200-600 in the left superior temporal gyrus and parietotemporo-occipital cortex areas. The N1500-2000 and N2000-2500 had a distinct activation over left frontal scalp regions. Dipole analysis localized the generator of the N1500-2000 in the anterior cingulate cortex (ACC) and the N2000-2500 in the posterior cingulate cortex (PCC). This result indicates that the parietotemporo-occipital cortex areas might be involved in forming rich associations in the early stage of successful logogriph solving. Then, the ACC might play an important role in the breaking mental set and the forming of novel associations. At last, "Aha" feeling might activate the PCC.     

汉字字谜任务中限制解除的电生理机制

尽管“限制解除”作为一种顿悟问题解决的关键途径早在上世纪90年代就被德国心理学者Knoblich及其同事提出, 但学界对于“限制解除”所包含的信息加工程序、阶段以及相应的脑认知过程却并未有进一步的探讨和细化。本文从“限制解除”的理论角度出发, 以答案提示催化的“诱发式”字谜解决顿悟为例, 首次提出了一个关于“诱发式”限制解除过程的信息加工阶段初步构想。该构想认为：顿悟问题解决中的“诱发式”限制解除过程包含3个不同的信息加工阶段。第一阶段是以早期注意参与为特征的冲突信息的预警或预处理过程; 第二阶段是以新旧思路交替为特征的关键限制解除过程, 鉴于这个过程以基本问题表征空间的拓展为特征, 因此我们推测右脑的活动很有可能在这个过程中占据主导地位; 第三阶段是以自上而下的控制加工为特征的重新整合过程。脑电研究数据部分地支持了本研究的假设, 发现了上述第一阶段在脑电变化上体现为顿悟性限制解除所伴随的N100/P200复合体; 第二阶段体现为P300在300~400 ms的时间窗内的地形图分布及差异波; 而第三阶段则体现为N400在400~800 ms内的变化。脑电结果还证实：在第二阶段也就是限制解除的关键阶段, 右脑的活动明显强于左脑, 提示基本问题空间的拓展可能更多地依赖于右脑, 而在第三阶段也就是信息的重新整合阶段则表现出相反的半球偏侧化倾向。上述发现有可能为进一步认识和理解顿悟中“限制解除”的脑认知机理提供了新的见解。     

字谜问题解决中顿悟的原型启发机制再探

以中国传统字谜为实验材料,采用多对多的“学习-测试”二阶段实验范式和ERP记录手段,研究了原型字谜和靶字谜之间是否含有共同字词对顿悟的原型启发的影响。结果发现,在靶字谜呈现后的700ms内,正确解决有共同字词、无共同字词和基线条件字谜所诱发的脑电活动基本一致。在800-1700ms时间窗口内,有共同字词条件和无共同字词条件比基线条件诱发了一个更正的P800-1700成分,可能反映了原型启发下原型的激活和新颖联系的形成。此外,有共同字词条件和无共同字词条件诱发的波形始终趋于一致,可能表明字面上相同的字词并没有对原型启发产生影响,而原型字谜和靶字谜之间内在的语义联系才是原型启发的关键。     

酝酿期有效提示和无效提示的比较

采用中国汉字谜,通过模拟wallas(1926)关于顿悟问题解决的四个阶段,探讨了酝酿期有效提示和无效提示对猜字谜的影响。结果发现：有效提示组被试比无效提示组猜对了更多的靶字谜,反应时也更短;在脑电水平上,酝酿期的有效提示谜比无效提示谜在左前额叶分别于300ms-400ms,400ms-600ms,600ms-800ms内引发了更大的P300-400成分、P400-600成分、P600-800成分。表明有效提示谜比无效提示谜对靶字谜问题的解决有更大促进作用。     

Conceptual Integration of Arithmetic Operations With Real‐World Knowledge: Evidence From Event‐Related Potentials

Research on language processing has shown that the disruption of conceptual integration gives rise to specific patterns of event‐related brain potentials (ERPs)—N400 and P600 effects. Here, we report similar ERP effects when adults performed cross‐domain conceptual integration of analogous semantic and mathematical relations. In a problem‐solving task, when participants generated labeled answers to semantically aligned and misaligned arithmetic problems (e.g., 6 roses + 2 tulips  = ? vs. 6 roses + 2 vases  = ?), the second object label in misaligned problems yielded an N400 effect for addition (but not division) problems. In a verification task, when participants judged arithmetically correct but semantically misaligned problem sentences to be “unacceptable,” the second object label in misaligned sentences elicited a P600 effect. Thus, depending on task constraints, misaligned problems can show either of two ERP signatures of conceptual disruption. These results show that well‐educated adults can integrate mathematical and semantic relations on the rapid timescale of within‐domain ERP effects by a process akin to analogical mapping.