【摘要】：創(chuàng)新是國家科技進(jìn)步,經(jīng)濟發(fā)展的源泉,是個體適應(yīng)生活,解決問題的基礎(chǔ)。因此,準(zhǔn)確評估、有效預(yù)測和訓(xùn)練提升個體的創(chuàng)新能力對社會發(fā)展非常重要。創(chuàng)造性作為人類最高級的認(rèn)知活動之一,其本質(zhì)和起源一直困擾著眾多領(lǐng)域的研究者。在創(chuàng)造力研究領(lǐng)域,兩大核心的問題是創(chuàng)造力的本質(zhì)是什么和創(chuàng)造力如何評估。近年來,許多研究者利用神經(jīng)影像技術(shù)來探究創(chuàng)造力的認(rèn)知神經(jīng)機制,很大程度上提高了我們對創(chuàng)造力的腦機制以及個體差異的理解。已有研究表明創(chuàng)新過程、個體的創(chuàng)造性表現(xiàn)與廣泛的腦區(qū)活動、大腦結(jié)構(gòu)和功能連接網(wǎng)絡(luò)存在關(guān)聯(lián)。但由于創(chuàng)造力的復(fù)雜性,近20年的研究似乎未能實現(xiàn)我們對創(chuàng)造力本質(zhì)的了解,反而使得大腦結(jié)構(gòu)、功能連接與創(chuàng)造力的關(guān)系變得撲朔迷離。創(chuàng)造力的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在兩個方面:多重加工過程和多元成分。從加工過程來看,創(chuàng)造性并不由單一的加工過程構(gòu)成。從成分的角度來講,創(chuàng)造性不僅依賴于創(chuàng)造性思維,也受制于個體本身的認(rèn)知能力、知識經(jīng)驗、人格等因素。而現(xiàn)有的研究往往忽略了創(chuàng)造力的多維性,僅從單個維度去考慮創(chuàng)造性的加工過程或某種創(chuàng)造力表現(xiàn)的個體差異的神經(jīng)機制�；诖�,本研究把創(chuàng)造力定義為由多個認(rèn)知成分和人格特質(zhì)構(gòu)成的,具備產(chǎn)生新穎獨特、有價值產(chǎn)品的能力。在這個前提下,通過行為網(wǎng)絡(luò)分析探索創(chuàng)造力的組成成分以及成分內(nèi)外的關(guān)系,并通過心腦關(guān)聯(lián)方法探究創(chuàng)造力的大腦結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,運用與創(chuàng)造力關(guān)聯(lián)的大腦特征來預(yù)測個體未來的創(chuàng)造性潛能提升和創(chuàng)造性成就,以此考察基于腦影像特征評估和預(yù)測個體創(chuàng)造力的可行性。研究一目的在于探索創(chuàng)造力的行為輪廓。實驗1通過對40個行為變量進(jìn)行聚類分析發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造力主要包含四個結(jié)構(gòu):創(chuàng)造性思維、創(chuàng)造性認(rèn)知、正性特質(zhì)和負(fù)性特質(zhì)。對被試進(jìn)行聚類后并進(jìn)行差異檢驗發(fā)現(xiàn)聚類后的兩個組別在創(chuàng)造性思維、正性特質(zhì)和負(fù)性特質(zhì)上存在顯著差異。采用創(chuàng)造性成就和行為作為校標(biāo)進(jìn)行驗證發(fā)現(xiàn)組別在創(chuàng)造力的表現(xiàn)和自我評估上都存在顯著差異。具體來講,高創(chuàng)造力組在問題提出、發(fā)散思維能力、想象能力得分上顯著高于低創(chuàng)造力組;創(chuàng)造性認(rèn)知方面,高創(chuàng)造力組具有更低的抑制能力;在正負(fù)性特質(zhì)上,高創(chuàng)造力組具有更高的正性特征,如開放性、想象力、好奇心和冒險性等,而低創(chuàng)造力的神經(jīng)質(zhì)得分更高。行為網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)發(fā)散思維、想象、聯(lián)想、外向性、挑戰(zhàn)性、開放性、好奇性、想象力以及神經(jīng)質(zhì)的節(jié)點強度較高,這表明這些變量在創(chuàng)造力網(wǎng)絡(luò)中起著樞紐的作用。發(fā)散思維、聯(lián)想能力、開放性、神經(jīng)質(zhì)的介數(shù)度較高,也表明這些變量在創(chuàng)造力網(wǎng)絡(luò)中是重要的中轉(zhuǎn)站。此外,創(chuàng)造性思維占據(jù)重要節(jié)點的數(shù)量最多且中心度的均值最大,這說明了創(chuàng)造性思維是創(chuàng)造力網(wǎng)絡(luò)的核心成分。研究二采用典型相關(guān)分析探索創(chuàng)造力的大腦結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ)。實驗2考察了創(chuàng)造力的大腦結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。典型相關(guān)分析表明創(chuàng)造力主要包括三個成分:創(chuàng)造性思維、正性-負(fù)性特質(zhì)和創(chuàng)造性認(rèn)知。各個典型成分包含變量與實驗1基本一致,創(chuàng)造性思維主要包括發(fā)散思維、想象能力、問題提出、原型啟發(fā)能力等變量;正性-負(fù)性特質(zhì)主要包括高夫人格、開放性、好奇心、想象力、冒險性、神經(jīng)質(zhì)、特質(zhì)焦慮等變量;創(chuàng)造性認(rèn)知成分主要包括聚合思維、推理、工作記憶、認(rèn)知靈活性、抑制能力等變量。在大腦結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,創(chuàng)造性思維主要涉及的大腦結(jié)構(gòu)為額上回、背外側(cè)前額葉、內(nèi)側(cè)前額葉、顳上回、后部頂葉皮質(zhì)、腦島、皮下組織區(qū)域,以及外側(cè)顳葉與前額葉、外側(cè)顳葉與后部頂葉、額頂區(qū)域間的白質(zhì)連接;正性-負(fù)性特質(zhì)主要涉及的大腦結(jié)構(gòu)為廣泛的前額區(qū)域、顳上回、顳下回、頂上小葉、前后扣帶回、海馬、丘腦、杏仁核和基底神經(jīng)節(jié)等腦區(qū)以及皮下組織之間、基地神經(jīng)節(jié)與顳葉、前額葉的白質(zhì)連接;創(chuàng)造性認(rèn)知主要涉及的大腦結(jié)構(gòu)為額下回、中央前回、頂上小葉、顳下回、腦島以及涉及顳葉與皮下組織、外側(cè)額葉與后頂葉的白質(zhì)連接。實驗3考察了創(chuàng)造力的大腦功能基礎(chǔ),結(jié)果顯示創(chuàng)造力主要包括三個成分:創(chuàng)造性思維、正性-負(fù)性特征和創(chuàng)造性認(rèn)知。創(chuàng)造性思維主要涉及到默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)與執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)兩大網(wǎng)絡(luò)之間以及各自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的功能連接;正性-負(fù)性特質(zhì)主要涉及額上回與皮下組織、海馬與后部頂葉之間的功能連接;創(chuàng)造性認(rèn)知成分主要涉及凸顯網(wǎng)絡(luò)和帶狀蓋網(wǎng)絡(luò)兩個網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)間的功能連接。實驗4通過整合模態(tài)探索創(chuàng)造力的結(jié)構(gòu)和功能模式。結(jié)果顯示創(chuàng)造性思維相關(guān)的大腦特征涉及到語義記憶與情景記憶相關(guān)系統(tǒng)和自上而下的控制加工系統(tǒng),主要包括默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)后部腦區(qū)間和及其與外側(cè)前額葉區(qū)域的功能連接。創(chuàng)造性認(rèn)知主要涉及到執(zhí)行功能系統(tǒng),主要包括內(nèi)側(cè)前額葉與外側(cè)前額葉功能通路以及外側(cè)前額葉(包括額下回、背外側(cè)前額葉)的結(jié)構(gòu)和功能連接特征。正負(fù)性特質(zhì)成分主要涉及到包括內(nèi)側(cè)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、顳-頂聯(lián)合區(qū)以及與動機獎賞相關(guān)的皮下組織的系統(tǒng)。實驗5通過判別分析驗證多模態(tài)特征整合是否可以更有效的評估個體的創(chuàng)造性能力。結(jié)果顯示采用多種判別方式和采用多模態(tài)融合特征均可有效區(qū)分高低創(chuàng)造性組。從不同模態(tài)融合指標(biāo)上來講,三種模態(tài)融合的特征判別效果最好,其次是大腦結(jié)構(gòu)融合特征。在單一模態(tài)上,本實驗發(fā)現(xiàn)白質(zhì)連接的特征對高低創(chuàng)造力組的識別效果最好,其次是灰質(zhì)體積特征、效果最差的是功能連接特征。把最優(yōu)的評估模型在新的數(shù)據(jù)集進(jìn)行驗證發(fā)現(xiàn)三種模態(tài)融合對創(chuàng)造性能力的識別率準(zhǔn)確率到達(dá)73%,但對智力的識別率只達(dá)到隨機水平。這表明本研究選擇的大腦特征具有有效性和特異性,也表明通過大腦特征評估個體創(chuàng)造性水平具有可行性。研究三通過縱向研究設(shè)計來考察大腦多模態(tài)特征對個體創(chuàng)造性潛能提升和創(chuàng)造性成就的預(yù)測效果。實驗6使用159人的大學(xué)生縱向數(shù)據(jù)庫檢驗了早期大腦結(jié)構(gòu)是否可以預(yù)測個體未來的創(chuàng)造性潛能。預(yù)測分析發(fā)現(xiàn)背外側(cè)前額葉的灰質(zhì)體積、密度可以有效地預(yù)測個體3年后的創(chuàng)造性潛能提升。納入早期行為,結(jié)合背外側(cè)前額葉灰質(zhì)密度的預(yù)測效率為31%�？v向分析發(fā)現(xiàn)額-顳、額-頂區(qū)域的灰質(zhì)變化可以顯著預(yù)測個體未來的創(chuàng)造性能力及其變化。白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)外側(cè)前額葉與內(nèi)側(cè)前額葉之間、外側(cè)顳葉子區(qū)域間以及左右內(nèi)側(cè)前額葉之間的白質(zhì)連接可以有效預(yù)測個體未來的創(chuàng)造性潛能提升。實驗7a通過靜息態(tài)功能連接進(jìn)行預(yù)測分析發(fā)現(xiàn)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)以及皮下組織腦區(qū)間的功能連接對創(chuàng)造性潛能的預(yù)測效果最佳。其中默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部(如內(nèi)側(cè)前額葉與顳下回),執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接(如背外側(cè)前額葉與頂下小葉)可以顯著負(fù)向預(yù)測創(chuàng)造性潛能,而背外側(cè)前額葉與顳上回可以顯著正向預(yù)測創(chuàng)造性潛能提升。實驗7b考察在任務(wù)狀態(tài)下默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)與執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同激活模式對個體創(chuàng)造性潛能的預(yù)測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域(頂下小葉、后扣帶回、楔前葉)激活可以正向預(yù)測個體3個月后的創(chuàng)造性表現(xiàn),這有力支持了后部默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)在創(chuàng)造性思維中的核心作用。實驗8目的是利用個體早期的行為特征和大腦特征預(yù)測4年后個體真實生活中的創(chuàng)造性成就。結(jié)果發(fā)現(xiàn)雙側(cè)的背外側(cè)前額葉的灰質(zhì)體積、默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部以及與執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)間的功能連接、以及額下回區(qū)域間、胼胝體前部白質(zhì)各向異性可以良好的預(yù)測個體未來的創(chuàng)造性成就,行為特征上發(fā)散思維、工作記憶和創(chuàng)造性人格都對個體創(chuàng)造性成就有較好的預(yù)測效果。整合的模型對創(chuàng)造力的預(yù)測率為84%,大腦特征的預(yù)測效果好于行為特征的預(yù)測效果。綜上所述,創(chuàng)造力是涉及創(chuàng)造性思維、認(rèn)知、人格的交互系統(tǒng)。創(chuàng)造性思維是創(chuàng)造力的核心成分,它主要包括發(fā)散思維和想象兩個維度。創(chuàng)造力人格是創(chuàng)造力的基礎(chǔ),包含開放性、好奇心等正性人格特質(zhì),同時也包含神經(jīng)質(zhì)等負(fù)性特質(zhì)。創(chuàng)造性認(rèn)知成分是創(chuàng)造力的必要條件,它是創(chuàng)造性問題解決中所必須的認(rèn)知功能,包括工作記憶、推理、認(rèn)知靈活性等認(rèn)知能力。創(chuàng)造力的大腦結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ)包括涉及情景記憶和語義記憶的內(nèi)外側(cè)顳葉系統(tǒng),負(fù)責(zé)語義檢索和控制的外側(cè)頂葉和背外側(cè)、腹外側(cè)額葉系統(tǒng),涉及工作記憶、抑制等認(rèn)知功能的執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò),以及負(fù)責(zé)情緒、人格和內(nèi)驅(qū)力的內(nèi)側(cè)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和皮下組織系統(tǒng)。有效預(yù)測個體創(chuàng)造力潛能和成就的大腦特征主要涉及背外側(cè)前額葉與外側(cè)顳葉、背外側(cè)前額葉與頂下小葉的功能連接。此外,背外側(cè)前額葉的灰質(zhì)體積、額下回區(qū)域間、胼胝體前部、內(nèi)側(cè)前額葉與殼核的白質(zhì)連接等結(jié)構(gòu)特征對個體創(chuàng)造力表現(xiàn)有顯著的預(yù)測效應(yīng)。外側(cè)前額葉區(qū)域形態(tài)學(xué)特征以及與相關(guān)區(qū)域的白質(zhì)和功能連接反映了高創(chuàng)造力者所具有的核心特質(zhì)——語義定向新聯(lián)接能力,它是評估和預(yù)測個體創(chuàng)造性能力的關(guān)鍵特征。本論文的研究成果不僅有助于我們對創(chuàng)造力結(jié)構(gòu)和組成成分有更深的了解,也為了解創(chuàng)造力的本質(zhì)提供更豐富的神經(jīng)影像學(xué)證據(jù)。此外,本論文研究結(jié)果為基于腦影像學(xué)指標(biāo)評估和預(yù)測個體創(chuàng)造性能力提供了實證支持。我們認(rèn)為大腦特征對個體創(chuàng)造力的評估、潛能預(yù)測將在創(chuàng)新教育、人才選拔等方面嶄露頭角。
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【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：B845.1
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本文編號：2331135