顿悟的大脑机制

自从柯勒1917年提出顿悟的概念以来,这个问题一直吸引着心理学家的关注。但有关顿悟过程的精确的大脑机制却始终未被触及。从心理过程上看,顿悟是一个瞬间实现的、问题解决视角的“新旧交替”过程;它包含两个方面,一是新的有效的问题解决思路如何实现,二是旧的无效的思路如何被抛弃（即打破思维定势）。我们以谜语作为材料,利用功能性磁共振成像（fMRI）技术精确记录了人类的大脑在实现顿悟的一瞬间的活动状况。结果显示顿悟过程激活了包括额叶、颞叶、扣带前回、以及海马在内的广泛脑区。根据各方面的综合证据,本文认为：顿悟过程中,新异而有效的联系的形成依赖于海马,问题表征方式的有效转换依赖于一个“非语言的” 视觉空间信息加工网络,而思维定势的打破与转移则依赖于扣带前回与左腹侧额叶。     

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。     

顿悟研究及顿悟与智力超常的关系

顿悟(insight)就是以与众不同的方式突然地理解了一个问题,或理解了一条有助于该问题解决的策略。在常规的、结构良好的问题解决中虽也有顿悟的出现,但是顿悟更多地光顾于结构不好的问题的理解与解决过程中。所谓结构不好的问题就是不具备明确的解决路径的问题,这些问题往往没有良好定义的问题空间。问题解决者较难建立起合适的心理表征来构建问题以及问题解决的模型。对于这类问题而言,建立问题解决计划以确定一系列步骤来逼近问题的最终解决同样存在困难。通常这类问题也被称为顿悟问题。     

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。     

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。     

顿悟体验的特性、结构和功能基础

顿悟体验是伴随顿悟问题解决过程的心理和现象学体验,主要包含伴随题解闪现的啊哈体验和因思维定势自动激活而催生的僵局阶段体验。现有研究显示,顿悟体验可能是多类认知与情绪要素构成,兼具认知和情绪加工特性的多维复合体。加工流畅性可部分解释顿悟体验的产生机制,杏仁核、眶额区和脑岛等情绪和奖赏加工的脑区则可能是其脑功能基础。未来须用多元方法从新旧交替视角深化两阶段顿悟体验的研究。     

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     

基于线索的顿悟问题解决:图式和表征操作的影响

对小学、初中、高中学生共270名被试在不同线索条件下解决顿悟问题T puzzle的表现进行研究,结果表明:(1)由于图式运用水平的发展,知觉定势在单一线索下对高二被试的限制作用更为明显,导致小学五年级和初中二年级被试的问题解决时间短于高中二年级;(2)由于表征操作能力发展水平的限制,增大需操作表征数目的线索不利于五年级被试的问题解决;较高的表征操作能力发展水平使得高二被试在多重线索下有更好的解决成绩;(3)与图式相关的线索并不能有效提高儿童解决顿悟问题的效率。     

顿悟问题解决不同阶段中工作记忆的作用

该研究探讨了顿悟问题解决不同阶段中工作记忆的作用。在实验1中,以87名大学生为被试,使用多种工作记忆广度任务和言语顿悟任务,探讨了工作记忆对于言语顿悟问题解决不同阶段的影响;在实验2中,以119名大学生为被试,使用多种工作记忆广度任务和空间顿悟任务,探讨了工作记忆对于空间顿悟问题解决不同阶段的影响。研究结果表明,初始搜索阶段与重构阶段是相对独立的两个阶段;工作记忆对于顿悟问题解决的不同阶段有着不同的影响,它主要影响顿悟问题解决的初始搜索阶段,工作记忆能力越强,初始搜索阶段所需时间越少;工作记忆对于顿悟问题解决的重构阶段无显著影响,这一点支持了关于重构内在机制的特殊过程观。     

顿悟问题解决过程中抑制解除理论有效性的实验研究

本研究以Puzzle任务为材料,对135名高二学生特定线索下的操作水平进行测查,结果表明：（1）表征的抑制解除理论对顿悟问题解决的机制具有一定的解释效力,表现为总体上经历了高操作失败次数的被试在线索敏感性上明显高于未经历操作失败次数的被试。（2）而被试在特定阶段的操作水平未出现朝向解决目标的线性增长而是出现停滞的现象证明了问题的表征复杂性对抑制解除的过程存在制约作用,使其宏观上表现为渐进-停滞-跃升的变化模式。     

心算活动中混合策略选择的ERP研究

考察问题大小、距离、奇偶及答案正误对心算策略选择的影响。采用先答案后算式的呈现方式, 记录了15名被试的64导ERP。研究发现, 在小问题中, 错误答案与正确答案相比, 诱发了算术不一致N400, 距离和奇偶因素影响其波峰及潜伏期。在大问题中, 距离和奇偶因素影响晚期正波, 近距离奇偶一致情境诱发了波幅较小的晚期正慢波。表明在混合情境, 距离比奇偶信息优先得到加工; 在小问题心算中距离和奇偶信息影响答案提取, 而在大问题心算中, 对于依靠距离信息较难直接判断的小距离问题, 在进一步的加工中会借助奇偶信息判断是否采用精确计算策略。     

工作记忆对顿悟和分析型问题解决的影响

摘要 采用顿悟-分析自我报告范式,以远距离联想任务为实验材料,从工作记忆容量和工作记忆负荷两个角度考察了工作记忆对顿悟和分析型问题解决的影响。结果表明,高工作记忆容量个体分析型问题解决的表现优于低工作记忆容量者,但在顿悟表现上无显著差异;工作记忆负荷较小时个体分析型问题解决表现更佳,但对顿悟表现没有影响。说明通过分析解决创造性问题的表现依赖于工作记忆的支持,而通过顿悟解决问题的表现与工作记忆无关。     

Positive and Negative Affects Facilitate Insight Problem‐Solving in Different Ways: A Study with Implicit Hints

This study investigates the influence of affective states on the use of implicit hints when solving insight problems. To examine this, two experiments were conducted, both with Duncker's (1945) radiation problem as an insight problem. When primed with a hint, positive affect inhibited the number of incorrect solutions generated in Experiment 1 and increased the number of correct solutions in Experiment 2. In contrast, negative affect enhanced the participants’ performance regardless of the presence of hints across the two experiments. These results indicate that positive and negative affect facilitate insight problem‐solving in different ways. It seems that positive affect implicitly prompts the acceptance of cues and broadens people's search of a problem space, and negative affect encourages people to intensively focus on solving the insight task. The results suggest a resolution of a long‐standing debate on the effectiveness of positive versus negative affect in solving a problem.     

Productive and Re‐productive Thinking in Solving Insight Problems

Many innovations in organizations result when people discover insightful solutions to problems. Insightful problem‐solving was considered by Gestalt psychologists to be associated with productive, as opposed to re‐productive, thinking. Productive thinking is characterized by shifts in perspective which allow the problem solver to consider new, sometimes transformational, approaches. Re‐productive thinking, on the other hand, involves the application of familiar, routine, procedures. This article reports a study which investigated how self‐reported productive and re‐productive thinking are related to an individual's ability to solve insight problems. Our measures were tested against the Kirton Adaption‐Innovation Inventory (KAI), and a battery of spatial insight problems. The results indicated that productive and re‐productive thinking and the KAI were successful in predicting performance on spatial insight problems. Furthermore, the measures of productive and re‐productive thinking accounted for spatial insight performance independently of scores on the KAI. In addition, the results suggested that re‐productive thinking consists of two different components—one based on group conventions and the other on personal experience. Each contributed differently to solving insight problems.     

A Self‐Report Measure of Productive Thinking in Solving Insight Problems

There is broad agreement among executives on the importance of innovation and creativity in organizations. The paper aimed to provide information on the effectiveness of a new cognitive style inventory, the Productive‐Reproductive Thinking Inventory (P‐R), in identifying people with creative problem‐solving potential. Participants completed the P‐R Inventory, Kirton's Adaption‐Innovation Inventory (KAI), the Assimilator‐Explorer Inventory, self‐rating of insight problem‐solving, and a battery of insight problem‐solving tasks under controlled conditions. The P‐R scale was a significant predictor of problem‐solving performance and insight self‐ratings and correlated significantly with KAI and AE scores. In addition, the results supported distinguishing two types of reproductive thinking which are differentially associated with insight performance. The distinction was supported by confirmatory factor analysis and structural equation models. Using controlled conditions may limit the generality of the findings and further research should be carried out in applied settings. The P‐R inventory is short and easily administered and may provide HR professionals with a useful screening tool for assessing creative problem‐solving potential. The measure differs from the KAI in several ways that may offer advantages for creativity researchers in that it is non‐proprietary, based on well‐established psychological constructs, and is more particularly applicable to insight problem‐solving.     

No Role of Initial Problem Representation in Insight Problem Solving

The literature on insight problems—problems that supposedly can only be solved by rejection of an initial faulty problem representation and sudden comprehension of another, nonobvious representation (restructuring)—suggests that the size of initial representations affects the very process of problem solving. Large initial representations impose systematic, analytical search, whereas only small representations promote intuitive, associative processes assumed by some theorists to underpin insight. In a group of 353 young healthy participants, 6 previously validated insight problems were applied in either a small or large initial representation variant. Results demonstrated no reliable difference in performance between the problem variants with regard to (a) solution accuracy, (b) self-reported insight accompanying solutions, (c) effects of fatigue, (d) correlations with another 6 small representation-size problems, and (e) correlations with working memory capacity (which were notable). This outcome suggests that the size of initial faulty representation plays no role in insight problem solving process, supporting the account assuming its strong similarity to systematic, analytical problem solving.     

论数学问题解决中情境模型与问题模型的关系

情境模型与问题模型是数学问题解决研究中的两个重要概念,前者是对问题所述情境的日常化的定性表征,后者是基于图式知识对问题关键变量的数量关系表征。本文介绍了两种模型的发展历史以及目前存在的争议,并提出了未来研究需要解决的问题。