特色
给创意电池充电
科学家们追求利用脑电刺激来激发创新思维
- 在当今的创新经济中,创造力和解决问题的能力是雇主最看重的。
- 科学家们将创造性思维与大脑连接的特定模式联系起来。
- 经颅电刺激(tES)显示出帮助研究人员激发创造潜力和理解创造性思维模式的希望。金宝搏官网登录
- 对认知增强技术日益增长的商业兴趣,使人们更需要了解神经刺激的长期影响,尤其是对发育中的大脑的影响。
一些历史上最著名的发明家使用相当奇怪的方法来培养他们的天才。尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)每晚将自己每只脚的脚趾弯曲100次,他相信这种做法能给他的脑细胞带来能量。著名发明家中松吉郎差点淹死自己,声称他最好的想法是在大脑缺氧的时候产生的。史蒂夫·乔布斯会把脚浸在马桶里来释放他的焦虑。
我们中很少有人会采取这种极端的手段来激发灵感。但在今天的创新经济中,创新精神正变得至关重要。雇主们认为,创造力和解决问题的能力是他们在招聘员工时最重要的才能。
乔治城大学(Georgetown University)研究大脑创造机制的心理科学家亚当·格林(Adam Green)说:“过去,人们认为记忆力好是一个人真正聪明的标志,因为你需要记住信息。”“现在,每个人都随身携带一个存储设备。所以,smart的含义正在发生变化。它更多地转向了创造力。”
几十年来,心理学研究人员和其他科学家一直在探索帮助最传金宝搏官网登录统的思想家超越思维局限的方法。在他们最新的方法中,有一种技术曾经是科幻小说作家的素材。通过用温和的电流轻轻刺激大脑的关键区域,神经科学家正在发现帮助人们产生想法的方法,否则他们可能会逃避这些想法。
经颅电刺激(tES)通过放置在头皮上的小电极进行操作。最广泛使用的tES形式是经颅直流电刺激(tDCS),最初用于帮助脑损伤或精神疾病患者。tDCS向目标大脑区域输送低压电流。金宝搏官网登录研究人员可以通过调节血流来提高或抑制大脑区域的神经元活动。从本质上讲,他们可以利用这项技术来帮助加强大脑中与创造性思维相关的区域,抑制阻碍创新思维的区域,或者两者兼而有之。
德雷塞尔大学(Drexel University)的心理学家、创造力神经科学学会(SfNC)的联合创始人兼主席Evangelia Chrysikou说:“心理学家越来越多地使用认知神经科学工具,如tDCS,来增强个人的创造潜力,同时也了解与创造力有关的神经机制。”
Chrysikou在一次采访中解释说,例如,科学家使用功能磁共振成像扫描从事创造性任务的人,将最具想象力的答案与大脑活动和连接的特定模式联系起来。
她说:“一旦发现,这些神经系统就可以用非侵入性的大脑刺激方法,如tES,以特定的方式来检测和操纵大脑和创造性行为之间的因果关系。”
当然,科学家警告说,tES并不是治疗创造力停滞或缺乏远见的灵丹妙药。认知策略可能也很重要。尽管如此,大脑刺激仍有可能激发创造潜能。
“我们的长期目标是,看看这些不同的个体方法如何相互结合,提高创造力,”SfNC联合创始人兼前总裁格林说。“是否存在一种最佳的创造力干预组合,可以将天花板推到最高水平?”我们如何根据个人的大脑将其个性化呢?”
测量大脑中的创造力
在基本层面上,科学家将创造力定义为适合环境的原创或新颖想法的产生。但是,创造力研究历来都是在心理学、教育学和临床神经科学的学科竖井中进行的,每个学科都使用不同的概念、分类和测量方法。一些人以发散思维的形式考察创造力,另一些人作为分析解决问题的能力,还有一些人作为自发的洞察力(Kounis & Beeman, 2014)。
迄今为止,最广泛使用的测量创造性认知的工具是j·p·吉尔福德的“替代用途任务”(Alternative Uses Task),在这个任务中,实验者要求参与者想出普通物品(如棒球棒或碗)的不寻常用途。例如,参与者可以建议将咖啡杯用作花盆、打击乐器或蜘蛛陷阱。金宝搏官网登录使用该方法的研究人员通常会寻找备选方案的总数,以及这些想法的独创性、广度和细节(Guilford, 1967;比尔斯,2018)。
另一种创造性认知的测量方法是由Sarnoff Mednick在20世纪60年代开发的远程联系测试(RAT)。RAT上的每个问题都列出了一组不相关的单词,并要求参与者说出将所有其他单词联系起来的第四个单词。参与者可以用各种方式塑造这些单词,包括形成复合词。例如,一个人可以将单词 连接起来首页, 海, 床 用 这个词生病的 形成 想家, 晕船, 床上病 (Mednick, 1962)。
许多创造性认知的其他测量方法(例如,托伦斯创造性思维测试;托兰斯,1974)区分语言和形象的创造力。新的测试旨在衡量对绘画和科学能力至关重要的视觉空间技能,这些技能对发明和发现至关重要(Beaty, 2020)。
Green、Chrysikou和其他研究人员于2015年金宝搏官网登录成立了SfNC,以促进该领域的凝聚力。(该小组的顾问委员会由认知科学领域的一些知名人士组成,包括哈佛大学威廉·詹姆斯学会会员丹尼尔·沙克特、同样来自哈佛大学的美国科学院院士特蕾莎·阿玛比尔、西北大学的马克·比曼、加州大学洛杉矶分校的基思·霍利亚克和德雷塞尔大学的约翰·库尼奥斯。)SfNC的举措包括提高一致性,可靠性,研究人员用来捕捉创造力的措施的有效性(Kenett等人,2020)。 金宝搏官网登录
激发灵感
通过了解创造性思维的神经模式,科学家们正在探索如何将它们引向新的方向。格林和乔治敦大学的神经科学家彼得·特克尔托布在额极皮层的一个区域测试了tDCS。他们对30个人使用了这种技术,让他们参与一些旨在衡量类比推理和创造性语言思维的任务。在类比练习中,参与者观看电脑屏幕左侧排成一列的五对单词(例如,尺子长度,肥皂手)和屏幕上方排成一列的20对单词(例如,时钟时间,洗发水-头发)。他们被要求通过将屏幕左侧的特定单词对与屏幕上方的单词对联系起来来进行类比。这种语义练习被广泛用于衡量语言创造力(Green, 2016).
在另一项任务中,实验人员向参与者展示一个名词,并要求他们说出与该名词相关的动词。一些参与者接受了tCDS,而另一些则接受了假(安慰剂)刺激。接受了真正的与接受假刺激的参与者相比,额极皮层刺激产生了更多创造性的类比和名动词连接(Green et al., 2017)。
Chrysikou使用了一种不同的方法来部署tDCS——抑制前额叶皮层(PFC)的区域,该区域负责调节思想和记忆。研究表明,活跃的PFC可能会阻碍灵活思维的某些方面(Chrysikou, 2019;Thompson-Schill et al., 2009)。克里西库和她的同事,宾夕法尼亚大学的心理科学家莎朗·汤普森-希尔和神经学家罗伊·汉密尔顿,一起测试了调节腹侧PFC (VLPFC)活动的效果,这是一个前额叶区域,通常与决策和情绪反应的抑制有关。
在一项研究中,她和她的合作者要求研究参与者要么完成一个版本的“替代用途任务”,要么简单地想出物品的典型功能。各组进一步在左侧或右侧VLPFC或假刺激上接受抑制性tDCS。并确保tDCS不会影响 的活动整个 大脑,研究人员让所有参金宝搏官网登录与者完成一项抑制刺激不应该影响的记忆任务。
平均而言,接受左侧VLPFC抑制的参与者比接受右侧VLPFC抑制刺激的参与者和安慰剂组的参与者想出了更多不寻常的物体用途。前一组也比其他两组的参与者平均快一秒钟想出这些想法(Chrysikou等人,2013)。Chrysikou和她的同事在2021年重复了这些结果,进一步证明了控制PFC的活动,相对于其他大脑区域,可以促进创造性的想法(Chrysikou等人,2021)。
在另一项研究中,来自伦敦大学玛丽皇后学院和伦敦大学金斯密金宝搏官网登录斯学院的一组研究人员将目标对准了左背外侧前额叶皮层(DLPFC)——它在工作记忆和自我控制中起着核心作用。他们将60名参与者随机分配到三种情况中的一种:一些人通过电极电刺激抑制了他们的DLPFC,另一些人激活了DLPFC,还有一些人没有受到影响。然后,参与者解决了要求他们放松在学校里学过的数学和代数规则的问题。
与DLPFC被激活或未被刺激的参与者相比,DLPFC被抑制的参与者更有可能解决难题。结果表明,暂时抑制DLPFC可以突破我们从经验中学习的心理假设,并阻碍我们识别问题新解决方案的能力(Di Bernardi Luft等人,2017)。
得到真正的
虽然像“替代用途任务”这样的工具正在帮助研究人员更好地理解创造性思维的大脑机制,但它们并不能反映人们在工业、政金宝搏官网登录府和科学领域面临的问题和挑战。
Chrysikou说:“替代用途任务虽然在历史上很重要,但它并没有真正描述我们在现实生活中富有创造力时所做的事情。”“我们不会走来走去问,‘我可以用多少种方式使用棒球棒?’”
但她和其他科学家正在努力在现实环境中测试te结合认知策略的使用。在她的实验室里,Chrysikou和她的学生正在开发现实的问题解决任务,以捕捉现实生活中的创造力。在美国国家科学基金会的支持下,她和北卡罗来纳大学夏洛特分校的计算机科学家John Gero正在使用神经科学方法来理解工程设计中的创造力,并在工程教育中推广创造性解决问题的技术(Chrysikou & Gero, 2020).
格林预计,家长和老师们会被诱使去追求大脑刺激技术,以帮助孩子们提高学业和艺术表现,这就加剧了人们对神经刺激——尤其是对发育中的大脑——的长期影响的了解。金宝搏官网登录研究人员还想了解tES是否优于其他教学或认知干预。Green已经证明,简单地提示某人更有创造力(即,指导他们在从事文字任务时创造性地思考)会促进额极皮层的活动(Green等人,2015)。
回答关于te和创造力的未知问题变得越来越紧迫:科技公司正在向消费者销售大脑调节头戴设备,监管很少,用途从提高记忆力到提高运动耐力。根据众多市场研究报告,可穿戴的认知增强设备已经成为一个价值数十亿美元的产业。有些人正在使用家用物品制造自己的大脑电击设备(Weinberger et al., 2018)。
Chrysikou说:“作为研究创造性思维的神经科学家和学者,在我们将这些干预措施推向市场之前,我们真的需要努力实现可靠性、可复制性,并对神经调节技术如何影响大脑(短期和长期)有一个基本的机制理解。”“我们需要能够清晰准确地界定这些干预措施能做什么,不能做什么。”
最终,研究人员只是想找出金宝搏官网登录最好的方法来激发大脑的创造力:世界需要新的解决方案来解决关键问题,比如气候变化和贫困。
格林说:“在创新经济中,创造力的价值越来越高,这使得帮助人们优化他们的创造潜力变得非常重要。”“全球问题,以及美国国内的社会文化问题,让我们越来越关注这样一个问题:‘我们如何通过创新走出困境?’”
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参考文献
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