與國際學者同步，我們團隊和國內學者也利用多種技術，采用多種實驗範式，從不同角度探索了創造性的神經機製。下麵分別介紹國內有關創造性神經機製的主要成果以及我們團隊的主要工作。
一、國內相關創造性神經機製研究對我們的啟發
國內西南大學、華中師範大學、華東師範大學和華南師範大學的學者們以創造性神經機製為研究焦點展開了多維度的探討，取得了可喜的成果。這些成果不僅為國際上創造性神經基礎的研究提供了中國文化背景下的寶貴數據，還給我們團隊的研究帶來了很大的啟發。
（一）西南大學研究團隊有關創造性神經基礎的研究
西南大學邱江團隊對創造性的神經機製進行了係統深入的研究。他們主要關注創造性思維產生的規律和機製，基於大腦特征的創造性評估模型，以及提升創造性的大腦可塑性機製等問題，取得了一係列豐富的研究成果，受到國內外創造性領域研究者的廣泛關注和高度評價。
1.創造性思維產生的規律和機製
根據創新思維中原型激活促發頓悟的理論構想，邱江等人編寫了用於創造性腦機製研究的《配對字謎庫》和《科學發明問題庫》，克服了創造性腦機製研究的認知過程難以捕捉與實驗疊加次數不足兩大難點（張慶林，邱江，曹貴康，2004[64]；張慶林，邱江，2005[65]；邱江，張慶林，2007[66]；Qiu，Li，& Jou，et al.，2010[67]）。這些材料庫為使用腦影像技術探討創新思維的腦機製提供了可能。運用“學習—測試”實驗範式，邱江和張慶林等人以字謎和科學發明問題為實驗材料，開展了一係列有關創造性思維的原型激活及其腦機製的研究，揭示了原型啟發過程所涉及的大腦激活模式，進一步探討了原型激活、思維定勢打破、新異聯結形成以及“ Aha！”情緒體驗等關鍵認知過程的神經機製，進一步豐富和完善了創造性的理論體係（Qiu，Li，& Yang，et al.，2008[68]；Qiu，Li，& Jou，et al.，2008[69]；Luo，Li，& Fink，et al.，2011[70]；朱海雪，楊春娟，李文福，2012[71]；李文福，羅俊龍，賈磊，2013[72]；Tong，Li，& Tang，et al.，2015[73]）。
2.基於大腦特征的創造性評估模型
基於多模態數據，他們團隊開展了大量工作，試圖揭示高創造性個體的大腦結構和功能特征，進而發現能夠有效預測個體創造性的腦影像指標。他們研究發現高言語創造性個體在涉及言語產生、表征（左側額下回）以及認知控製（右側額下回）的大腦區域具有更高的運作效率（Zhu，Zhang，& Qiu，2013）[74]，體現在相關腦區的灰質與白質體積均與言語創造性呈正相關。同時，新穎想法的產生涉及自發思維活動以及有效語義檢索，而楔前葉可能在此過程中扮演著重要角色，研究發現高言語創造性個體的右側楔前葉表現出更低的局部一致性，且該區域的灰質體積與皮層厚度均與言語創造性能力呈正相關（Chen，Xu，& Yang，et al.，2015）[75]。他們團隊還研究了高低學術成就的大學教授在大腦神經機製上的差異（Li，Yang，& Li，et al.，2015）[76]。結果發現，高學術成就教授左側額下回（主要是在眶額回的後部）和輔助運動區的體積更大，這些區域涉及認知計劃和執行；而右內側前額葉和頂下小葉的體積更小，這些區域可能負責對新穎事物的探索和對假設的思考。隨後，選取這些顯著區域為種子點做大腦功能連接，進一步發現，高學術成就教授與低學術成就教授相比，左側中央後回和右側豆狀核、左側框額葉和右側顳極、左側輔助運動區、左側丘腦和後側顳下回的連接更強。此外，通過元分析的方法，他們進一步確定了創造性相關的核心大腦區域（Wu，Yang，&Tong，et al.，2015）[77]。
縱向跟蹤研究發現大腦關鍵區域的結構特征可以預測個體未來2～3年後的創造性思維發展水平。他們通過與哈佛大學羅格·E.貝蒂（Roger E.Beaty）的合作，基於長達3年的追蹤數據，探究了大腦結構及認知因素對個體未來創造性發展的影響。結果發現，背外側前額葉的灰質密度可以顯著預測個體3年後的創造性思維能力，行為—腦結合指標的預測率可達到30%。此外，額顳、額頂網絡灰質密度緩慢減少有利於個體創造性能力的提升，且這一效應受到個體自身背外側前額葉大小以及工作記憶高低的調節（Chen，Beaty，& Wei，et al.，2016）[78]。
此外，團隊還關注創造性個體的大腦動態特征及基因基礎。嚐試探索高創造性個體對應的大腦動態功能網絡特征。初步研究結果發現默認網絡和執行控製網絡等大尺度網絡多個節點的動態功能網絡特征與發散思維能力密切相關。並且，一些編碼興奮性和抑製性神經遞質的基因可以很好地預測個體的創造性。
3.提升創造性的大腦可塑性機製
他們團隊的研究發現，認知（如認知靈活性等）、人格（如開放性人格等）和家庭環境（如獨生子女家庭）等因素在個體的創造性與大腦結構或功能基礎中起著中介或調節的作用（Chen，Yang，& Li，et al.，2014[79]；Li，Li，& Huang，et al.，2014[80]；Yang，Hou，& Wei，et al.，2017[81]）。例如，陳群林等人基於創造性成就與大腦結構的關聯分析，探討了創造性成就的大腦結構基礎，發現認知靈活性通過背外側前額葉與內側額上回的功能連接間接影響了個體的創造性表現。這些研究表明認知因素、人格因素及家庭環境因素對創造性的發展起著至關重要的作用。以上發現可能預示了早期開放性人格特點的培養及相關認知能力的提升，對於激發個體的創造性潛能具有重要的作用。
此外，創造性任務對大腦具有可塑性的影響。個體在進行創造性的任務後，與創造性相關的大腦內側前額葉和顳中回的功能連接顯著的增強。該發現為創造性的提升和大腦可塑性提供了初步的實驗證據（Wei，Yang，& Li，et al.，2014）[82]。另一項研究發現短期的創造性訓練對大學生創造性具有顯著的提升作用。並且任務態fMRI 數據表明在執行一物多用任務時，相對於控製組，訓練組被試的多個大腦區域，如左右腦背外側前額葉、背側前扣帶、頂下小葉等的活動顯著強於訓練前（Sun，Chen，& Zhang，et al.，2016）[83]。這些研究表明，創造性的行為幹預不僅可以促進創造性的提升，還對大腦的結構和功能具有可塑性的影響。
（二）華中師範大學研究團隊有關創造性神經基礎的研究
華中師範大學周治金、趙慶柏教授等采用ERP（事件相關電位）和fMRI（功能性磁共振成像）等認知神經科學技術，以成語謎語頓悟解決範式為主，從功能特化和功能整合等角度探究了語義類問題創造性解決的神經加工機製。
他們研究發現，在頓悟解決的早期，顳中回、額中回和前扣帶等腦區激活，並認為這與突顯和非突顯語義信息加工有關；而海馬激活滯後於前額皮層及左右顳中回，發生在頓悟問題解決完成的時刻，從而證實了海馬是新穎聯結產生的關鍵腦區，揭示了頓悟問題解決的動態神經網絡（Zhao，Zhou，& Xu，2013[84]，趙慶柏，李鬆清，陳石，等，2015[85]）。
他們還發現，頓悟問題解決存在一條額葉—顳葉—海馬的右半球神經通路，以完成新穎信息的選擇和新穎聯結的形成（Zhao，Zhou，& Xu，et al.，2014）[86]。（提示：創造性問題解決各相關腦區並非各自單獨發揮作用，而是協同合作完成創造活動。）
此外，新穎語義聯結形成是頓悟問題解決的關鍵過程。趙慶柏等人采用謎題歇後語為材料，直接操控語義聯結的新穎性，考察了漢語新穎語義聯結形成的神經機製。fMRI的結果顯示，相對於尋常語義關聯條件，新穎語義關聯條件下更強地激活了右側顳上回，該腦區可能與新穎語義信息的激活有關；而ERP的結果顯示，新穎語義關聯條件在右側顳區和右側額區又激發了更正的晚期正成分，可能分別反映了新穎語義信息的激活以及選擇與整合。以上結果支持了新穎語義聯結形成的右半球加工優勢效應（趙慶柏，魏琳琳，李瑛，等，2017）[87]。
（三）華東師範大學研究團隊有關創造性神經基礎的研究
華東師範大學郝寧教授所領導的科研團隊采用EEG、fMRI等技術，結合心理學實驗設計，從群體創造活動的腦際互動機製、發散性思維的神經機製、執行功能在創造性思維中的作用等多個方麵展開研究，取得了豐富的研究成果。
觀點產生及觀點評價在發散產生過程中占據重要地位。他們團隊探索了觀點評價在發散思維中的作用。研究要求個體在完成不尋常用途任務過程中穿插進行觀點評價任務或分心任務，然後通過記錄分析個體任務過程中的腦電活動考察個體的創造性思維過程中與觀點評價有關的神經活動。研究結果顯示，在創造性思維產生過程中，觀點評價條件下產生的發散性思維比分心任務條件下產生的發散性思維更具獨創性，upper α波（10～13 Hz）的變化與觀點評價相同步，且在額葉皮層最為突出（Hao，Ku，& Liu，et al.，2016）[88]。
此外，他們還關注發散思維中序列效應的神經機製。在發散思維產生過程中，新穎想法產生的數量減少通常伴隨其獨創性的增加，這種現象在發散思維中被稱為序列效應。他們的研究結果顯示，相比起epoch1，個體在epoch2階段表現出更高的獨創性，低抑製個體左側額葉區域的upper alpha（10～13 Hz）在epoch1階段活動更強。這些結果表明，執行功能中的記憶刷新和優勢反應抑製在創造性思維產生的過程中表現出了序列效應，這也許是因為個體努力抑製了其他無關想法的幹擾，並將注意力和思維轉換到了當前任務（創造性任務），因此隨著時間的推移，更具獨創性的新穎想法就出現了（Wang，Hao，& Ku，et al.，2017）[89]。
（四）華南師範大學研究團隊有關創造性神經基礎的研究
華南師範大學劉鳴和黃瑞旺研究團隊利用個體靜息狀態下的腦功能數據，探究了高低創造性個體在低頻振幅、功能連接強度、大腦網絡屬性以及動態功能連接模式上的差異。
他們團隊采用托蘭斯圖形創造性測量（TTCT）評估了180名本科生的創造性能力，通過成績高低篩選出高創造性組（22人）和低創造性組（22人），然後利用磁共振技術獲得個體的靜息態功能數據和T1結構像數據。采用低頻振幅算法（fALFF），研究者比較了不同頻率段上高低創造性組的大腦功能差異，結果發現，在低頻頻段（0.01～0.08Hz），高創造性組在突顯網絡（salience network，SN）腦區的自發神經波動顯著增強，而在默認網絡（default mode network，DMN）腦區的自發神經波動則顯著降低（梁皚瑩，梁碧珊，張得龍，等，2014）[90]。基於體素的功能連接分析發現，高創造性組在外側前額葉、腦島以及小腦上的連接強度顯著高於低創造性組。基於全腦功能連接分析顯示，與個體創造性相關網絡不僅涉及默認網絡、皮層下組織網絡，也涉及特異性模態加工網絡（如聽覺網絡、視覺網絡等）；進一步分析發現，高創造性組在這些網絡上具有更好的全局加工效率（Gao，Zhang，& Liang，et al.，2017）[91]。他們通過全腦水平的分析也同樣發現，高創造性個體的信息傳遞效率更高，在特定網絡（如默認網絡、感覺運動網絡）的功能整合更好（Jiao，Zhang，& Liang，et al.，2017）[92]。盡管通過靜息態腦網絡分析可以探明與創造性相關的腦區或網絡，但無法說明這些腦區或網絡間的動態連接差異是否也可以反映個體創造性能力的不同。基於此，該研究團隊通過動態腦網絡分析發現，高創造性組在大腦功能狀態上的切換頻次更多，這反映了個體更靈活多樣的認知加工能力（Li，Zhang，& Liang，et al.，2017）[93]。（提示：大腦信息傳遞的高效率以及大腦網絡間靈活多變的協同模式更有利於創新思維的產生。）
二、我們為智力腦科學的研究奠定了創造性生物學研究的基礎
四十多年來，我一直從事思維和智力心理學的行為學研究。在認知神經科學層麵，和國內發展同步，我和我的學生在21世紀初就開始了對思維和智力腦機製的探討。在腦科學研究中，為了更純粹地獲得與創造性和創造性思維有關的腦活動信號，在設計實驗任務時我們力求應用減法原則把創造性思維這一認知過程單純化。但事實上，創造性不能孤立存在，它是多種認知過程（如思維）的執行加工、工作記憶和思維的自我監控等共同作用的結果。我們探討了這些對創造性有重要影響的認知成分的神經基礎，為我們團隊後續探討創造性的神經機製打下了堅實的基礎。
（一）執行加工的腦機製
思維執行加工負責認知活動的調節和任務計劃等，包括抑製、轉換加工、雙任務協調和編碼刷新等成分（Collette & Linder，2002）[94]，是人類高級認知活動的關鍵環節，同樣是創造性思維的重要環節。以往研究多聚焦於執行加工神經基礎的空間特征，以空間分辨率較高的fMRI作為實驗手段，且實驗刺激材料多為英文（D'Esposito，Detre，& Alop，et al.，1995；[95]Markela-Lerenc，Ille，& Kaiser，et al.，2004）[96]。我們應用時間分辨率極高的事件相關電位技術，采用N-back範式探討了執行控製的神經基礎（王益文，林崇德，2005）[97]。N-back實驗範式要求被試持續刷新工作記憶中的信息編碼，同時存儲和提取與任務相關的信息點，抑製與任務無關的信息點，這一過程是一種典型的思維執行控製加工；並且這種範式還可以讓主試通過變化任務負荷，來觀察哪些腦區隨任務中信息量的增加而出現激活程度加強的現象，進而確認參與認知活動的腦區。我們在實驗中以漢字為刺激材料，采用1/2/3-back任務，要求被試在每個漢字呈現時判斷當前漢字是否與向前第n個漢字相同（如n=3時，判斷當前漢字與向前第3個漢字是否相同）。分析刺激誘發的腦電活動發現，刺激呈現後約360ms出現的一負性成分（N360）表現出顯著的任務主效應（p＜0.001）和與電極位置的交互作用（p＜0.05）。N360在額葉AF3/AF4和F3/F4電極點的波幅最大，3-back任務中N360的波幅顯著大於2-back任務和1-back任務，表現出一種逐級任務負荷效應。N360在左半球的波幅大於右半球，F7/F8和T7/T8點上存在左右側的顯著差異，均是左側顯著大於右側，表現出一種左半球優勢效應，左額區皮層電流密度也高於右側，其偶極子位於額中回。結果提示，額葉特別是左額葉可能在執行控製中起著重要作用。潛伏期分析發現，漢字1/2/3-back任務N360的負荷效應出現在刺激消失後250～600ms，360ms達到最高強度，這可能反映了信息編碼、刷新以及執行控製的時間過程。
（二）工作記憶的腦機製
工作記憶是為完成某一特定任務而暫時存儲和保持有限容量的信息，並對其進行操作加工和執行控製的係統。工作記憶容量已被認為是導致一般智力差異的“X因素”（Conway，Kane，& Engle，2003）[98]。研究也發現能夠在工作記憶中保持更多規則和目標的個體在瑞文推理測試中的成績越好（Carpenter，Just，& Shell，et al.，1990）[99]。我們的團隊也發現空間工作記憶任務誘發的腦神經電活動可能受個體推理能力的調節（羅良，2005）[100]。而創造性的產品似乎總是在已有知識的基礎上把原來不相關的知識點進行創新組合，同時提取的不相關知識點越多，可能產生的新組合也就越多。因此，工作記憶的個體差異和創造性的個體差異有著緊密的關係。我和我的學生主要探索了不同類型的信息在工作記憶中進行存儲和複述時大腦神經元的電活動變化。
在以漢字為刺激材料的實驗中，我們設計了2-back、0-back和複述三種任務。結果發現，在頭皮後部頂枕葉區域，2-back任務晚期負成分（Late Negative Component，LNC）的平均波幅顯著大於複述任務，兩任務相減後出現了差異波N430。2-back任務減複述任務將得到詞語存儲成分，差異波N430很可能反映了工作記憶中漢字的短時存儲。在頭皮前部，2-back任務的P230和LPC波幅均顯著大於複述任務，相減後在頭皮前部出現了持續正成分（SPC），這一正成分可能反映了2-back任務減複述任務後剩餘的執行控製成分（王益文，林崇德，魏景漢，等，2004）[101]。
在以圖形為刺激材料的實驗中，我們設計了相同刺激材料的兩種實驗任務：客體工作記憶任務和空間工作記憶任務。客體工作記憶任務要求被試盡量記住刺激圖形（如三角形）的形狀，而空間工作記憶任務要求被試盡量記住刺激圖形在二維矩陣裏的位置。 分析兩種任務下刺激材料誘發的腦電活動發現，客體工作記憶與空間工作記憶所誘發的皮層慢電位（sp成分）存在時間和空間上的分離。空間任務在圖形刺激呈現後約700ms時間點上就出現負sp成分，這一成分在各電極位置的潛伏期基本相同；但客體任務負sp成分的潛伏期因電極位置的不同而不同，有些電極位置甚至觀察不到這個成分。結果發現，與客體工作記憶任務比較，空間工作記憶任務的編碼可能開始得更早，空間信息從編碼到保持/緩存係統的傳遞更快（沃建中，羅良，林崇德，等，2005）[102]。
（三）自我監控的腦機製
思維的自我監控則直接決定了思維批判性水平的高低，而思維的批判與創造性的高低有著直接的相關關係。因此，對思維執行加工的腦機製進行研究也可以從另一個側麵揭示創造性潛在的神經基礎。我們主要對不確定監控過程中腦神經電活動的變化進行了考察。
在此實驗中，兩組被試所接受的刺激完全相同，而指導語卻要求他們根據不同的判斷標準做出反應，知覺組被試判斷兩種色塊的麵積是否相等，是針對刺激特性做出的判斷；而監控組被試則判斷自己做出準確分辨的確定性，是針對自身能力做出的判斷。
行為學分析比較了知覺組被試與監控組被試在反應時上的差異。結果發現，監控組被試的反應時間（1210ms）顯著長於知覺組被試（928ms），即被試在判斷自己做出準確分辨的確定性如何的時間顯著長於直接判斷兩種色塊是否相等的時間，這說明確定性判斷可能包含了色塊是否相等判斷所沒有的一個心理加工過程。根據先前不確定性監控的研究，這個心理加工過程可能就是監控，它是被試對自身判斷準確性的一個反省過程。分析不同任務下相同刺激所誘發的ERP信號發現，兩組被試在頭皮後部誘發的P1（50～110ms）和N1（110～170ms）成分的波幅和潛伏期都沒有顯著的差異，這說明兩組被試對刺激的早期加工沒有因任務的不同而不同。但在160～220ms的時間窗口內，監控組被試在頭皮前部誘發出的N2[反映了一種監控機製（Van Veen & Carter，2002）[103]]的波幅顯著大於知覺組被試的。此外，我們還對與N2出現時間相近，在大腦後部出現的P2（170～230ms）成分的波幅進行分析，發現監控組顯著大於知覺組。P2是早期視覺皮層再次激活的一個指標，可能反映了從高級大腦皮層到低級視覺皮層的信息逆向反饋（Kotsoni，Csibra，& Mareschal，et al.，2007）[104]。我們認為本研究發現的N2與P2可能反映了兩個相關聯的加工，首先大腦前部額葉進行監控加工，根據監控加工的結果對後部低級視覺皮層進行信息的逆向反饋。前部額葉對監控加工投入的注意資源越多，可能從前部額葉逆向反饋給後部低級視覺皮層的信息量就越大，因此誘發出波幅較大的P2。我們還對大腦頭皮前部的晚期成分進行了分析，發現監控組被試與知覺組被試在刺激呈現後約340～440ms和440～540ms兩個時間窗口誘發出的ERP平均波幅存在顯著差異，監控組被試誘發的ERP成分與知覺組相比表現出更負的走向，這種差異在540ms時間點上開始消失。結果發現：前額葉在監控加工後期起到非常重要的作用，與知覺視覺刺激相比，監控需要前額葉投入更多的資源，且這種資源的投入在刺激出現後的540ms左右完成。
三、我們團隊對創造性腦機製的探討
如上所述，創造性神經基礎的研究已積累了大量的研究報告。從方法學上分類，已有研究可以分為三類：腦電研究、臨床個案研究和磁共振成像技術研究。其中，磁共振成像技術具有極高的空間分辨率，且可以從結構和功能、任務態和靜息態等多個角度考察與創造性和創造性思維相關的神經基礎，這一技術的發展極大地推動了創造性神經基礎的研究，絕大多數的已有文獻都是利用這一技術進行研究的。但不可否認，這一方法同樣存在技術上的局限性，這些局限性也在很大程度上製約了創造性腦機製的研究。
磁共振成像技術最大的局限性是被試在磁體內難以外顯地呈現創造性思維的產品。傳統的創造性行為測試一般要求被試按任務要求口頭或是書麵呈現創造性思維的產品，然後主試通過對這些產品的新穎性等特性的評定來界定產品的創造性，從而間接反映產品對應的思維過程的創造性高低或是產品生成個體的創造性高低。但發聲或是書寫都可能引起頭動和肌肉用力，而功能性磁共振成像技術的信號易受頭動和肌電幹擾。其中肌電易導致極強的運動偽跡，進而汙染真正的信號；而頭動過大還可能造成對信號源進行準確的空間定位的困難，這兩個方麵最後都可能影響實驗結果的可信性和可靠性。因此，在利用磁共振成像技術進行創造性神經基礎的研究中，為了適應實驗技術對數據采集的要求，已有研究大多用遠距離聯想任務或是謎麵謎底的方式探討頓悟的神經基礎（邱江，張慶林，2011[105]；朱海雪，楊春娟，李文福，等，2012[106]）。 這樣的實驗範式也能誘發出創造性思維，頓悟也確實是創造性思維的重要過程之一，但它與真實世界中原發性的創造性思維發生過程還是存在著質的區別的。
功能性磁共振成像技術的另一個局限是易誘**緒變量對數據的汙染。在功能性磁共振成像技術實驗中，數據采集是在一個狹長、強噪音的圓柱體內完成的，實驗環境與被試日常生活學習的自然環境有著很大的差異，被試在這樣的環境中容易產生緊張、恐懼心理甚至出現幽閉恐懼，這些負性情緒對認知活動的正常進行具有一定的幹擾作用，個別情緒反應強烈的被試甚至在實驗中途要求停止實驗並撤出磁體和磁共振成像室。行為實驗也確實發現了情緒與創造性之間的相關關係（如Byron & Khazanchi，2011[107]；Fernández-Abascal & Díaz，2013[108]）。更重要的是，如本章第一節所述，研究已證實情緒可以調節創造性思維過程的腦活動和連接模式（McPherson，Barrett，& Lopez-Gonzalez，et al.，2016）[109]。如此，在創造性腦機製的fMRI實驗中，情緒變量完全有可能通過改變創造性思維的認知過程而影響其潛在的神經活動。
功能性近紅外光學腦成像技術（functional near-infrared spectroscopy，fNIRS）是另一種新興的無創性腦成像技術，它將大腦的活動與近紅外光學特性的變化相聯係，利用近紅外光學腦成像係統探測人類大腦皮質的功能激活狀態，為認知神經科學領域的研究提供了更多的技術選擇。雖然它和fMRI一樣也是基於大腦的血氧響應機製，但它利用的是血紅蛋白不同狀態下（氧合和脫氧）對近紅外光線不同的敏感性。實驗通過光極帽上的發射光極將不同波長的近紅外光經顱骨射入皮層，然後通過探測光極接收反射回來的光，通過不同波長光入射和反射的強度變化推測某認知活動進行時腦內氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白濃度的相對變化，從而推測光極所覆蓋腦區與認知活動的關係。就創造性腦機製研究而言，與同樣用於探測神經活動空間特征的fMRI相比，fNIRS具備更高的生態效度。fNIRS的實驗環境更接近自然，它的數據采集是在一個開放的環境中完成的，被試在比較接近日常生活學習環境的狀態下完成實驗任務，不易產生緊張、恐懼等負麵情緒，數據不易受情緒變量的汙染。而且，fNIRS的信號相對不易受頭動、肌電的幹擾，被試在數據采集過程中可以口頭報告，可以小範圍手動寫字或畫畫等。如此，離線數據處理時主試可以根據被試的在線反應來評估被試是否按任務要求進行了創造性認知過程，可以對數據進行基於反應的分析，從而提高數據信噪比，並得到更為精確的結果。然而，據我們所知，這一技術極少被應用於創造性神經基礎的研究中。
於此，我們團隊的金花教授在承擔我主持的“拔尖創新人才與培養模式”教育部重大攻關課題時，采用生態效度較高的近紅外光學腦成像技術，分別以文字和圖形為任務載體，借助任務過程中血氧信號的變化考察成人創造性思維（概念擴展和創造性想象）的神經基礎；同時，用威廉姆斯創造性傾向測驗獲取被試創造性人格（特質創造性）的行為數據，通過對創造性思維過程相關腦區的激活強度和創造性人格行為數據間的相關分析來探討狀態創造性和特質創造性之間的關係，為創造性理論的完善和實踐應用提供更多的實驗依據。
我們團隊對創造性生物學研究材料也有不少，這裏挑選其中的兩項研究。
（一）概念擴展的腦機製及其與特質創造性的關係
概念擴展是指通過較遠距離的聯想，擴展已有概念的界限，以獲得新穎的、有價值的問題解答，其核心在於擴展已有概念的界限以獲得新的含義（Abraham，Pieritz，& Thybusch，et al.，2012）[110]。概念擴展是創造性思維的重要過程，在創造性認知“過程式”導向的研究趨勢下，概念擴展神經基礎的研究日益成為創造性腦機製研究的熱點主題之一。但是，已有研究均通過被試對目標刺激的新穎性和適用性評估來誘發概念擴展過程，這樣的任務操作很可能混雜著較大權重的認知評估過程，從而使概念擴展和認知評估相關的腦功能區同時激活，且難以將認知評估相關的腦活動從結果中分離出去。為此，本研究先通過預實驗篩選出概念擴展高低不同的兩組刺激，正式實驗時要求被試在看到目標刺激時思考該刺激與報紙之間的合理聯係，而無須進行刺激的新穎性和適用性的評估，試圖分離出創造性思維過程中概念擴展特有的腦功能活動，並與創造性行為問卷數據進行相關分析以進一步探討創造性研究中行為測試與腦功能活動間的聯係。另外，已有部分研究探討了人格特質與安靜狀態下腦結構和功能的關係（如Li，Li，& Huang，et al.，2015）[111]。但探討與特質創造性和狀態創造性相關的腦功能活動間關係的研究極少。僅芬克等人（2014）[112]考察了分裂型人格特質與個體主動報告客體用途條件下腦活動模式的關係，但他們在實驗過程中也未控製認知評估因素的影響。因此，後續研究有必要在控製認知評估因素之後，進一步考察個體執行創造性認知任務過程中伴隨的腦功能活動與人格因素之間的關係。
金花團隊的研究從概念擴展出發，采用高生態效度的功能性近紅外光學腦成像技術進一步考察了概念擴展的神經基礎，特別是額顳腦區在概念擴展中的作用，以豐富和完善人類創造性神經機製的研究。研究以徐芝君等人（2012）編製的《〈報紙的不尋常用途〉測驗》為初始實驗材料，經過適當調整（將繁體描述用途轉換成等意的簡體雙字詞，以及使表述更符合大陸表述習慣）後，編製成7級評定量表，用途項目隨機排列。由10名大學生根據各個用途與報紙之間建立合理聯係的難易程度進行等級評定，等級越高表明聯結越不易產生，概念擴展越高。得到高低擴展組各60個用途刺激（高擴展組H，如飼料；低擴展組L，如練字）。兩組平均聯結難度分別為：5.36±0.47，2.76±0.55。內部一致性係數αH=0.98，αL=0.94。
fNIRS實驗時將不同擴展性的報紙用途隨機呈現給被試，這樣便人為地避免了被試在正式實驗對報紙用途進行認知評估從而混淆實驗結果。實驗要求他們認真思考呈現用途與報紙之間的合理聯結——通過合理的操作方式，使得報紙能夠實現這種用途。通過對比執行高低擴展性任務間的神經活動，既可揭示概念擴展特定的神經機製，也有效控製了評估因素對擴展過程的影響。fNIRS實驗完成後，繼續指導被試完成兩個行為問卷。一個是自編量表，請被試對實驗中用途刺激材料的新穎性、聯結難易分別進行5級等級評定；另一個是威廉姆斯創造性傾向測驗（威廉姆斯1980年編製，林幸台和王木榮1994年修訂），指導被試根據表述與自身的符合程度對測驗中的自我評定性陳述作答。
行為數據分析發現，高擴展組的反應時顯著長於低擴展組，新穎性顯著大於低擴展組，聯結難度也顯著高於低擴展組，說明被試在進行該組概念擴展過程中需要跨越更大的“意義距離”將目標刺激與報紙建立聯結（Mednick，1962）[113]。同時，相關分析發現，材料的新穎性和聯結難易度呈顯著正相關。這一結果與預實驗時不同被試對材料的評估結果相似，從統計學上為實驗材料的有效性提供了依據。
對於fNIR實驗的數據，她們主要分析了概念擴展過程涉及的腦激活情況。結果發現，與低擴展條件比較，高擴展條件下右顳中回（BA21和BA22）、右輔助運動區（BA6）表現出了顯著的正激活；右額上回（BA8和BA9）、雙側額極（BA10）、雙側背外側前額葉（BA9和BA46）覆蓋的腦區表現出了顯著的負激活。 可見，前額葉和顳葉等皮層均參與了概念擴展過程，但顳葉皮層表現為功能活動加強，而更多的前額葉皮層表現為功能活動減弱。另外，右半球的不同腦區分別參與了概念擴展過程所誘發的腦活動加強（正激活）或減弱（負激活），這提示了右半球在概念擴展過程中的重要作用。
額葉和顳葉的不同表現可能與它們在創造性思維中的不同功能和本實驗設計有關。研究發現，創造性生成更多地與顳葉的激活有關；而創造性觀念生成後的評價更多地與額葉的激活有關（Ellamil，Dobson，& Beeman，et al.，2012[114]；Liu，Erkkinen，& Healey，et al.，2015[115]；Hao，Ku，& Liu，et al.，2016[116]），額極也被發現與個體對生成信息進行內在的評估有關（Christoff & Gabrieli，2000）[117]。本研究僅要求被試思考呈現的用途與報紙之間的合理聯結，無須被試進行新穎性和適用性的評估。在這樣的實驗設計下，概念擴展任務激活語義係統但不涉及“評估”這一認知過程，因此有可能引起額葉激活的減弱。但右顳在激活、整合遠距離語義信息中起著重要作用（Kuperberg，Lakshmanan，& Caplan，et al.，2006）[118]；而本實驗操縱的高概念擴展任務需要被試以合理的方式在呈現的新穎用途和報紙間建立起聯結，這一聯結過程需要右顳葉遠距離語義聯想功能的支持，在神經層麵表現為顯著激活狀態。
進一步利用fNIR數據與威廉姆斯創造性人格測驗數據進行聯合分析發現，威廉姆斯創造性人格測驗中想象性維度的得分與右額極、眶額等的激活呈負相關；冒險性維度得分與右額極、眶額的激活呈負相關；挑戰性維度的得分與雙側額極、雙側背外側前額葉的活動正相關。結果與李文福（2014）[119]的研究結果基本一致。他們發現，背外側前額葉與創造性呈正相關，眶額皮層與創造性呈負相關。本結果為額極皮層以及眶額皮層等腦區參與概念擴展過程提供了實驗依據。至於，不同維度間結果的分離，一方麵可能是各腦區結構和功能還存在更小維度上的區別，而當前技術的空間分辨率不足以分離引起的；另一方麵也提示與創造性認知相關的各維度間具有更為複雜的潛在關係，這都需要後續開展進一步的實驗研究進行相應的探討。
本結果提示，概念擴展過程可能需要不同腦區協同工作，但新穎觀念的生成主要與負責遠距離語義聯想的右顳葉的激活增加有關；而創造性人格與創造性思維過程誘發的神經活動存在複雜的相關關係，需要後續更多的數據積累以提取出準確的結論。
（二）創造性想象的腦機製及其與特質創造性的關係研究
創造性想象是創造性思維的重要過程之一，探究創造性想象過程所伴隨的腦活動模式也是創造性神經基礎研究的重要內容。但因技術的局限性，已有研究在實驗操作中對想象的結果（想象的產品）是否具有創造性均是事後評定的，即事後請專家對創造性想象的產品進行新穎性和實用性方麵的離線評定，按一定的規則將它們劃分成創造性和非創造性兩類，再逆推這些產品對應的想象過程是否真正屬於創造性想象。這樣的操作產生的問題是：專家無從知曉創造性產品是被試自己在實驗中進行創造性思維得到的還是源於對以前生活經曆或者記憶中已有信息的回憶，如此就難以分離出純粹的與創造性想象相關的神經活動。
為此，金花團隊在另一實驗研究中使用較為嚴謹的實驗設計，事後對數據進行基於反應的分析，並將基於回憶得到的偽創造性產品對應的幹擾信號分離出去，以更純粹的數據考察創造性想象中腦活動的空間特征及其與創造性人格的關係。她們在fNIRS實驗中以托蘭斯圖形創造性測驗（TTCT）為創造性想象誘發任務，要求被試利用所給的線條圖形在白紙的上方區域設計出一幅具有新穎性、創造性的畫；以幾何簡筆畫（可以最大限度降低因刺激誘發語義相關腦區的激活而衍生的信號汙染）的抄寫作為非創造性任務。fNIRS實驗後通過“設計—回憶”自評問卷，請被試選擇回答fNIRS實驗中被試畫出來的新穎圖形是在實驗過程中想到的還是來自記憶提取（若被試不能區分以上兩種情況，則勾選“不能區分”）。此外，fNIRS實驗後還指導被試完成威廉姆斯創造性傾向測驗。被試在fNIRS實驗的想象任務中生成的產品的創造性由三名專家分別進行7點量表的評定（“1”代表非常不新穎，“7”代表非常新穎），然後分別計算每名被試在24幅畫上得分的總和，得出每名被試的狀態創造性總分。
由創造性產品的專家評定結果發現，被試按實驗要求生成的“創造性”產品中僅有27.14%被專家評定為高創造性產品；而由“設計—回憶”自評問卷的數據發現，被試按實驗要求生成的“創造性”產品中僅有72.92%是在任務過程中在線自主設計而非回憶生成的。結果提示，即使被試是按要求進行創造性任務的，任務生成的產品仍有可能是無創造性的普通產品；而且，即使被專家鑒定為高新穎性的產品，也可能不是被試創造性思維的結果，而是被試記憶提取的結果。這樣的行為數據分析結果說明，在探討創造性思維的神經基礎時，如果僅對數據進行基於任務（創造性任務—非創造性任務）的分析，得到的腦功能區很可能混雜了與一般性思維和記憶有關的腦區，還可能相對地弱化單純創造性思維誘發的信號從而掩蓋與創造性思維相關的激活腦區。因此，後續研究非常有必要對腦成像數據進行基於反應的分析。
金花團隊對fNIRS實驗數據的分析也支持上述觀點。她們首先對數據進行了常規的基於任務（或條件）的分析。結果發現，以同樣的非創造性任務為基線，創造性想象任務誘發了四個激活簇，分別位於：雙側背外側前額葉、左側額眶區和右三角部。高創造性產品對應的想象過程誘發了三個激活簇，分別位於：右側背外側前額葉、左側額眶區和右三角部。“設計”類產品對應的想象過程誘發了四個激活簇，分別位於：右側背外側前額葉、左側額眶區、右島蓋區和右三角部。可見，在相同的基線條件（非創造性條件）下，分別控製或不控製創造性任務過程中兩種可能的幹擾因素，創造性條件誘發的腦激活區不完全相同，提示著低創造性的試次及回憶產生的試次對整體信號存在汙染的可能性。同時，我們必需指出，右側三角部和右背外側前額葉保持了不同處理間一致性的正激活，左側眶額皮層呈現出始終如一的負激活。這一結果提示這三個腦區和創造性想象關係密切，可能是人類進行創造性想象的主要功能腦區，參與非新穎信息產生的抑製和新穎信息的產生。
總體上，本實驗結果提示：右側三角部、右背外側前額葉和雙側眶額皮層在創造性想象中起著重要作用；和概念擴展過程類似，創造性想象時的腦活動模式也受創造性人格的影響；在創造性思維的神經基礎研究中，對數據進行基於反應的分析可以使結果更為純粹。