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。     

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。     

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。     

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。     

执行功能对言语顿悟问题解决的影响:基于行为与ERPs的研究

执行功能是否影响顿悟问题解决,顿悟问题解决中的表征重组阶段是否涉及执行功能仍存在争议。基于此,通过2个研究探讨执行功能对顿悟问题解决的影响。研究1初步探讨执行功能与个体顿悟能力之间的关系,结果发现个体的执行功能与其顿悟问题解决成绩之间存在显著正相关,刷新功能可以显著预测顿悟成绩;研究2使用汉字字谜任务,通过行为与ERPs技术探讨执行功能对言语顿悟问题解决的影响,其中研究2a,行为实验发现高工作记忆刷新能力的个体反应时显著小于低工作记忆刷新能力的个体,说明执行功能中工作记忆刷新亚成分影响顿悟问题解决。研究2b脑电结果发现,"顿悟"条件较之"无顿悟"条件诱发了一个更强的早期成分P2和N2,以及中晚期P3。P2可能主要反映人脑对思维僵局的早期觉察,受到执行功能高低的影响。280~500 ms内,中晚期P3则主要体现以新旧思路交替为特征的僵局打破过程,不受执行功能高低的影响,结果表明汉字字谜顿悟问题的表征重组阶段并未受到执行功能的影响,更倾向认为该阶段为一个突进的过程。综合2个研究说明,执行功能影响顿悟问题解决,其主要作用于顿悟问题解决过程的问题空间搜索阶段,而表征重组阶段是一个突进式的过程。     

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     

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。     

无意识加工对创造性问题解决的促进效应

以远距离联想测验(RAT)和字谜作为实验材料,采用改进的掩蔽启动实验范式,探讨无意识加工对创造性问题解决的影响。结果发现:(1)无论是完成远距离联想任务还是字谜任务,被试在启动和无启动条件下的正确率均无显著差异;(2)在两类任务下,对于高难度的创造性问题,启动条件下的正确率显著高于无启动条件。对于低难度的创造性问题,启动条件下RAT的正确率显著低于无启动条件,字谜的正确率在两种条件下无显著差异;(3)随着创造性问题难度降低,无意识信息的促进效应逐渐减小,对于低难度的创造性问题,无意识信息反而会起到抑制作用。这表明,无意识加工对随后的创造性问题解决过程具有促进效应,而且这种效应只有在解决高难度的创造性问题时才会体现。     

四字谜问题解决中原型启发的时间抵消与位置效应

根据顿悟的原型启发理论,通过两个实验考察原型启发的时间抵消和位置效应。实验1采用2（字谜类型）×2（原型呈现时间）混合设计,结果发现：松组块字谜的正确率显著高于紧组块字谜;原型谜面消失的正确率显著大于谜面存在的正确率。实验2采用2（原型位置）×2（字谜类型）×2（原型呈现时间）混合设计,结果不仅证明了实验1,且原型位置、字谜类型、原型呈现时间的交互作用显著,原型在靶字谜之前时,紧组块字谜上谜面消失的正确率显著大于谜面存在的正确率;原型在靶字谜之后时,松组块字谜上谜面消失的正确率显著大于谜面存在的正确率。表明字谜顿悟问题解决中存在原型的时间抵消和位置效应,二者连同任务难度共同影响问题解决。     

汉语字谜原型激活中的情绪促进效应

采用先学习原型字谜、接着进行正负情绪诱导、然后再进行靶字谜测验的三阶段实验设计,探讨了不同诱发情绪状态对汉语字谜原型激活的影响。结果发现,在本实验条件下：难度高的靶字谜的测试中没有发现正负诱发情绪状态对汉语字谜原型激活的不同影响;但是,在难度中等的靶字谜的测试中,诱发的正面情绪状态对汉语字谜原型激活有显著促进作用,而诱发的负面情绪状态与控制组相比对汉语字谜原型激活没有显著影响。性别变量在两种实验条件下都没有显著主效应     

竞争与情绪对顿悟的原型启发效应的影响

以汉字字谜为材料, 采用“原型学习-问题测试”范式, 考察不同竞争水平(高、中、低竞争强度和无竞争)情境下诱发的情绪效价(积极、中性和消极)对顿悟中的原型启发的影响。结果发现：1)竞争水平对字谜问题解决中的原型启发有显著影响, 低强度竞争水平最有利于靶字谜问题的解决, 中等强度和高强度下效果次之, 无竞争条件下效果最差; 2)诱发情绪对靶字谜问题解决的原型启发也有显著影响, 消极情绪和中性情绪下比积极情绪下靶字谜的正确率更高; 3)有无竞争与情绪效价之间的交互作用显著, 体现了竞争和情绪这两种动力相关因素在原型启发中的动力作用不是独立的。     

猜谜作业中顿悟的ERP效应

采用事件相关电位(ERP)探索问题解决过程中顿悟的神经机制。以猜谜作业为实验程序,对“有顿悟”和“无顿悟”答案引发的脑电分别进行叠加和平均,并将二者相减（有顿悟-无顿悟）得到差异波。在250~500 ms “有顿悟”比“无顿悟”的ERP波形有一个更加负性的偏移,在差异波中,这个负成分的潜伏期约为380 ms（N380）。地形图和电流密度图显示,N380在额中央区活动最强。偶极子源定位分析结果显示,N380可能起源于扣带前回。因此,N380可能反映顿悟问题解决过程中思维定势的突破。     

威胁性刺激注意偏向的时间进程

注意偏向各成分间关系及发生时间进程尚存争议。本研究以情绪图片为刺激,采用类别判断任务,通过眼动技术探讨正常个体对威胁性刺激注意偏向的时间进程。结果显示,(1)向左的首次眼跳概率高于向右,而潜伏期短于向右,存在左侧偏向;(2)注意回避发生在250ms以内,解除锁定困难发生在400ms之后;(3)注意偏向影响类别判断过程。结果表明,注意回避与左侧偏向在威胁性刺激注意偏向形成早期存在相互作用,且比解除锁定困难更早发生。     

任务定势对自动语义激活过程调节作用的ERP研究

摘要：本研究致力于探讨自上而下的因素对自动加工的影响。选取的自上而下因素为任务定势,自动加工过程为自动语义激活过程。研究采用ERPs技术,中文词汇为刺激,利用掩蔽启动范式,采用反应时和N400为指标。实验任务有三个：对问号后出现的词进行生物/非生物的词汇分类判断;对圆圈后出现的词进行是否含上下结构的字的词汇结构判断;对带“*”的词进行真词/假词判断。研究发现先前完成的任务形成的任务定势会对随后的自动语义激活过程产生调节作用：在词汇分类判断任务后,掩蔽启动刺激对靶刺激产生启动效应。在词汇结构判断任务后,掩蔽启动刺激对靶刺激没产生显著的启动效应。     

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。