摘要在1913~1920年間，德國(guó)心理學(xué)家苛勒進(jìn)行了有關(guān)頓悟的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)�？晾瞻l(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了當(dāng)時(shí)占主導(dǎo)地位的“嘗試-錯(cuò)誤”學(xué)習(xí)理論，表明問(wèn)題解決行為可以以一種突發(fā)的形式產(chǎn)生，并在一瞬間獲得對(duì)于問(wèn)題情境的全新的思考和把握。但是直到最近心理學(xué)家才開(kāi)始逐漸認(rèn)識(shí)頓悟的大腦機(jī)制。該文介紹了近期圍繞頓悟過(guò)程開(kāi)展的腦成像研究，介紹了有關(guān)的研究方法，并討論了參與頓悟過(guò)程的各個(gè)關(guān)鍵腦區(qū)的功能。
　　關(guān)鍵詞頓悟，問(wèn)題解決，腦成像。
　　分類號(hào)B842
　　
　　2000年，在艾森克和基恩出版的《認(rèn)知心理學(xué)》（第四版）中作者指出：“令人遺憾的是，對(duì)頓悟問(wèn)題的認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)研究是出奇的少”[1]。但這個(gè)狀況在其后的幾年間發(fā)生了明顯的改變：2003年我們?cè)贖ippocampus雜志上發(fā)表了第一項(xiàng)有關(guān)人類頓悟過(guò)程的腦成像的研究[2]，并在其后采用高空間分辨率的功能核磁共振成像技術(shù)（fMRI）和高空間分辨率的事件相關(guān)電位技術(shù)（ERP）取得了相互印證的結(jié)果[3,4]；2004年美國(guó)西北大學(xué)Mark Jung-Beeman的研究小組也在PlosBiology雜志上報(bào)告了他們關(guān)于頓悟的研究腦成像實(shí)驗(yàn)[5]，并在Trends in Cognitive Sciences雜志上發(fā)表了有關(guān)理論綜述[6]。這些事件說(shuō)明，人們已經(jīng)啟動(dòng)了對(duì)于頓悟的大腦過(guò)程的科學(xué)探索。
　　上述進(jìn)步主要得益于當(dāng)代腦成像技術(shù)的出現(xiàn)和使用。但從以fMRI為代表的腦成像技術(shù)的大規(guī)模蓬勃開(kāi)展到有關(guān)頓悟的腦機(jī)制研究的出現(xiàn)經(jīng)歷了大約5~7年的時(shí)間，這其中的原因，除了大多數(shù)認(rèn)知心理學(xué)家在腦成像技術(shù)出現(xiàn)的最初幾年并未運(yùn)用此類技術(shù)之外，頓悟問(wèn)題本身的一些特性也在一定程度上阻礙了腦成像技術(shù)的使用。首先，腦成像技術(shù)一般要求所檢測(cè)的心理事件在有限的特定時(shí)間之內(nèi)發(fā)生，而在自然狀態(tài)下，對(duì)頓悟的問(wèn)題的思考時(shí)間是不確定的，頓悟發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)也不可預(yù)期，有的問(wèn)題只需要思考幾秒鐘便能頓悟，有的問(wèn)題可能需要幾天甚至幾年的時(shí)間才能解決。其次，目前的腦成像研究要求采用多次心理事件疊加的方法以保證信號(hào)提取的有效性，但經(jīng)典的頓悟問(wèn)題只有蠟燭問(wèn)題、雙繩問(wèn)題、九點(diǎn)問(wèn)題和六火柴問(wèn)題等非常有限的幾個(gè)。
　　因此，如何在有限的時(shí)間之內(nèi)誘發(fā)多次頓悟是利用腦成像技術(shù)研究頓悟的關(guān)鍵。目前，有兩種實(shí)驗(yàn)“多事件”頓悟范式被用來(lái)研究頓悟的大腦機(jī)制。一是我們所采用的“謎語(yǔ)法”[2]，這種方法以傳統(tǒng)的謎語(yǔ)作為實(shí)驗(yàn)材料（比如：“你殺死了她，卻得流你自己的血”――謎底：蚊子），通過(guò)向被試呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)答案來(lái)催化頓悟過(guò)程，實(shí)驗(yàn)先用預(yù)備測(cè)驗(yàn)篩選那些人們能理解但卻不能解答的謎語(yǔ)作為實(shí)驗(yàn)材料，然后在腦成像掃描中，先向被試呈現(xiàn)事先選好的謎面使之進(jìn)入對(duì)特定問(wèn)題的思索狀態(tài)，而后呈現(xiàn)答案以促成瞬間的“啊哈！”效應(yīng)。除“謎語(yǔ)法”之外，還有Jung-Beeman等所采用的“詞語(yǔ)法”[5]。實(shí)驗(yàn)給被試三個(gè)互不相干的詞，比如pine（松樹(shù)），crab（螃蟹），sauce（調(diào)味料），要求被試找到一個(gè)詞，這個(gè)詞與上述的三個(gè)詞中的無(wú)論哪一個(gè)結(jié)合在一起，都能夠形成一個(gè)常見(jiàn)的合成詞或者短語(yǔ)，比如apple（蘋果）與上述的三個(gè)詞結(jié)合，會(huì)產(chǎn)生pineapple（菠蘿），crab apple（山楂）和apple sause（蘋果醬）。研究發(fā)現(xiàn)，被試在解決有些項(xiàng)目時(shí)，會(huì)產(chǎn)生“啊哈!”反應(yīng)。研究者根據(jù)被試的評(píng)判，將成功解答的項(xiàng)目分成兩類，一類項(xiàng)目被試在解決的時(shí)候伴隨有“啊哈!”反應(yīng)，而另外一類則不伴隨有“啊哈!”反應(yīng)�？紤]到被試做出按鍵反應(yīng)的時(shí)刻其實(shí)是在頓悟發(fā)生以后，因此，研究者將頓悟發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)鎖定在按鍵反應(yīng)前的幾秒。
　　上述兩種方式各有利弊。Jung-Beeman等的“詞語(yǔ)法”的優(yōu)點(diǎn)是研究了人們自發(fā)的頓悟過(guò)程，但缺點(diǎn)是這種方法所研究的頓悟并不包含明顯的問(wèn)題重構(gòu)過(guò)程。重構(gòu)一直被認(rèn)為是判斷頓悟出現(xiàn)與否的最基本的指標(biāo)，理論家Weisberg指出[7]，要判斷一種認(rèn)知任務(wù)是否涉及頓悟過(guò)程，應(yīng)該在問(wèn)題解決者最初對(duì)問(wèn)題的解答與最終的正確解答之間進(jìn)行比較。一個(gè)包含頓悟過(guò)程的認(rèn)知任務(wù)必須至少滿足（1）最終的正確答案與最初的解答不同，（2）最終的正確答案是通過(guò)一個(gè)重構(gòu)過(guò)程而獲得的，（3）這個(gè)重構(gòu)過(guò)程是唯一的獲得正確答案的途徑。從這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)看“詞語(yǔ)法”不是理想的頓悟任務(wù)，因?yàn)槠渲兴�包含的重�?gòu)過(guò)程并不明顯。而且，研究者只能從被試主觀報(bào)告的時(shí)刻（按鍵反應(yīng)）反過(guò)來(lái)逆推頓悟?qū)嶋H發(fā)生的時(shí)間，這也并不完全適合對(duì)心理事件發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)要求較高的事件相關(guān)分析方法。
　　而我們所采用的“謎語(yǔ)法”避免了“詞語(yǔ)法”的上述兩個(gè)缺陷，比如，對(duì)于大多數(shù)未能自行解決的謎語(yǔ)，被試在看到標(biāo)準(zhǔn)答案之后，將他們失敗的主要原因歸結(jié)為“想到另外一個(gè)方面去了”[3]，這說(shuō)明在謎語(yǔ)解決過(guò)程中被試最初的想法與最后的解決存在根本的不同，這樣就確保了重構(gòu)過(guò)程的存在。但“謎語(yǔ)法”的缺點(diǎn)在于被試無(wú)需自己尋求問(wèn)題的正確答案，而只需領(lǐng)悟直接提供給他們的正確答案，傅小蘭認(rèn)為這更像是一種領(lǐng)悟過(guò)程而非頓悟過(guò)程[8]。
　　因此，人們目前實(shí)際上還沒(méi)有發(fā)明出一種較理想的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)利用腦成像技術(shù)研究頓悟的大腦過(guò)程。較理想的頓悟研究設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足以下幾個(gè)條件：（1）在特定的時(shí)間內(nèi)令被試多次產(chǎn)生頓悟；（2）每次頓悟都包含明顯的認(rèn)知上的重構(gòu)過(guò)程；（3）每次頓悟都激起“啊哈！”反應(yīng)；（4）頓悟最好是自發(fā)產(chǎn)生的；（5）能夠有一種與頓悟過(guò)程相匹配的參照性的認(rèn)知過(guò)程，這個(gè)過(guò)程除了關(guān)鍵的地方（比如重構(gòu)過(guò)程和“啊哈！”反應(yīng)）與頓悟不同之外，其它方面與頓悟十分接近。
　　下面，本文將介紹一些我們采用謎語(yǔ)法研究頓悟的腦機(jī)制的發(fā)現(xiàn)。
　　
　　1 頓悟究竟有多特殊？
　　
　　有兩種觀點(diǎn)可能潛在地否認(rèn)將頓悟作為科學(xué)心理學(xué)研究對(duì)象的合理性。一是將頓悟視為“神啟”，認(rèn)為頓悟不是由人腦自己產(chǎn)生的，而是由超自然或者超常規(guī)的力量賦予的，這就使得頓悟在理論上變成了一種心靈感應(yīng)而難以被研究。另一種觀點(diǎn)則與此相反，它認(rèn)為頓悟同其它問(wèn)題解決過(guò)程相比并無(wú)特殊之處，主張人們解決頓悟問(wèn)題無(wú)非是在以前的知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上作一些修改，使之適合當(dāng)前的問(wèn)題情境而已。首先，研究發(fā)現(xiàn)在解決“九點(diǎn)問(wèn)題”時(shí)，向其提供關(guān)鍵性的提示（“這個(gè)問(wèn)題只有在把直線畫出九點(diǎn)矩陣所圈定的框子以外時(shí)才能解決”）其實(shí)并不能有效地促成問(wèn)題的解決，相反，如果讓被試做與此問(wèn)題高度類似的練習(xí)，則他們解決此問(wèn)題的可能性就會(huì)大得多。其次，對(duì)于這樣一個(gè)問(wèn)題：“有人想向一位商人出售一枚精美的古代青銅錢幣，錢幣的正面是一位皇帝的頭像，反面寫著‘公元前554年’，這位商人看了一下錢幣，便斷定它是假的，這是為什么？”很多人都能順利地解決這個(gè)問(wèn)題，但研究者觀察到大部分人在意識(shí)到生活在公元前的人其實(shí)并不能預(yù)知在他們的未來(lái)會(huì)有這樣的紀(jì)年方式時(shí)，并沒(méi)有表現(xiàn)出通常所說(shuō)的“啊哈!”感。第三，曾有人用計(jì)算機(jī)模型成功地模擬了各領(lǐng)域重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)生過(guò)程，而有趣的是研究者所使采用的僅是用以解決普通問(wèn)題的常規(guī)程序，并未加入任何新的因素，這說(shuō)明突破性發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)生似乎無(wú)須新的認(rèn)知成分參與。
　　但堅(jiān)持頓悟過(guò)程特殊性的研究者則不同意上述的觀點(diǎn)，他們的反駁包括：（1）人們?cè)诮鉀Q“九點(diǎn)問(wèn)題”時(shí)所遇到的困難是多重的，單一的提示并不足以提供有力的幫助。Kershaw和Ohlsson新近的實(shí)驗(yàn)證明[9]，要解決“九點(diǎn)問(wèn)題”，被試不但要能夠在沒(méi)有黑點(diǎn)的空白處讓直線拐彎，還要能夠想象出在成功解決時(shí)四條直線所構(gòu)成的形狀――一個(gè)類似箭頭的圖形，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，如果只提供給被試針對(duì)其中某一種障礙的訓(xùn)練，則被試成功解決問(wèn)題的可能性并沒(méi)有多大提高，而如果提供給被試能幫助其克服多重困難的復(fù)合訓(xùn)練，則被試解決問(wèn)題的可能性就大大地增加了。（2）對(duì)于“古幣問(wèn)題”的研究，一個(gè)直接的反駁是“古幣問(wèn)題”不包含重構(gòu)過(guò)程，要解決這個(gè)問(wèn)題的解決，被試只需仔細(xì)審視謎面上所提供的信息即可，因此這并不是一個(gè)典型的頓悟問(wèn)題。（3）對(duì)于用計(jì)算機(jī)程序模擬重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的研究，其中的問(wèn)題在于人們首先必須預(yù)先定義某個(gè)初始狀態(tài)，并制定一系列的運(yùn)算原則，進(jìn)而令程序運(yùn)轉(zhuǎn)而獲得結(jié)果。但人們事實(shí)上無(wú)法保證他們?yōu)橛?jì)算機(jī)所設(shè)立的初試狀態(tài)以及定義問(wèn)題的方式與那些科學(xué)家在做出重大發(fā)現(xiàn)的當(dāng)時(shí)的問(wèn)題表征方式是一樣的，因而也就無(wú)法推知那些重大發(fā)現(xiàn)的做出是否借用了非同一般的認(rèn)知過(guò)程。
　　迄今為止，有關(guān)是否存在一個(gè)獨(dú)特的頓悟式問(wèn)題解決過(guò)程的證據(jù)重要來(lái)自以下的幾個(gè)方面：（1）做出重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明以及藝術(shù)杰作的科學(xué)家與藝術(shù)家的內(nèi)省報(bào)告；（2）廣泛的有關(guān)動(dòng)物與兒童的問(wèn)題解決過(guò)程的實(shí)驗(yàn)觀察；（3）頓悟式問(wèn)題解決過(guò)程可能具有一些有別于常規(guī)問(wèn)題解決的認(rèn)知特性，其中最為突出的有兩點(diǎn)，一是頓悟過(guò)程不易用言語(yǔ)來(lái)表達(dá)[10]，二是頓悟過(guò)程的來(lái)臨不受元認(rèn)知機(jī)制的有效監(jiān)測(cè)[11]。
　　從嚴(yán)格的意義上講，要在研究中確切地檢驗(yàn)頓悟過(guò)程是否存在特殊之處，那么必須至少包含“頓悟”與“非頓悟”兩種條件，并在這兩種條件之間進(jìn)行直接的比較。但事實(shí)上除了少數(shù)例外（如在Metcalfe的研究中比較了頓悟問(wèn)題與非頓悟問(wèn)題的元記憶監(jiān)控特征[11]，而在Knoblich等的研究中比較了一般性運(yùn)算中的火柴移動(dòng)與組塊破解時(shí)的火柴移動(dòng)的認(rèn)知及眼動(dòng)特征[12]），絕大部分有關(guān)頓悟的研究只是簡(jiǎn)單地選取了一項(xiàng)或者多項(xiàng)經(jīng)典的頓悟問(wèn)題作為實(shí)驗(yàn)材料，但并沒(méi)有包含供參照和對(duì)比的“非頓悟”的實(shí)驗(yàn)條件，因此并不能很好地符合判決性實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。
　　圖1. 參與“頓悟”事件與“非頓悟”事件共同激活的腦區(qū)（上）與只在“頓悟”事件中激活的腦區(qū)（下）。
　　與此不同，腦成像研究允許我們直接比較“頓悟”與“非頓悟”兩種條件下的腦活動(dòng)模式，通過(guò)比較“頓悟”與“非頓悟”所激活的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，我們可以初步推測(cè)頓悟過(guò)程是否存在特殊之處：如果“頓悟”與“非頓悟”在大腦內(nèi)所激活的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重疊較大，那么頓悟過(guò)程是否存在特殊之處的可能性就較小，反之，如果這兩者大腦內(nèi)所激活的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重疊較小，那么頓悟過(guò)程是否存在特殊之處的可能性就較大。我們的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，“頓悟”與“非頓悟”的心理事件共同激活的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要包括扣帶前回、內(nèi)側(cè)前額葉、右側(cè)前部顳中回、雙側(cè)的后部顳中回以及扣帶后回等。而只參與“頓悟”但不參與“非頓悟”的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括內(nèi)側(cè)前額葉和左側(cè)的后部顳中回（圖1）。這表明：“頓悟”與“非頓悟”的心理事件在大腦內(nèi)所激活的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重疊較大，在頓悟中被特異性地激活的腦區(qū)幾乎仍然落在“頓悟”與“非頓悟”的共同腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)。這說(shuō)明頓悟思維與常規(guī)思維相比較，既有特殊之處，又有共同之處，而兩種思維之間的共性明顯大于特性。
　　
　　2 參與頓悟的關(guān)鍵腦區(qū)
　　
　　目前，已經(jīng)被觀察到的參與頓悟的大腦區(qū)域包括海馬、前扣帶回、背側(cè)和腹側(cè)前額葉，以及右側(cè)前部的顳葉等，但對(duì)于這些大腦活動(dòng)在頓悟中的認(rèn)知功能，人們只能依賴相關(guān)資料來(lái)推測(cè)。比如，我們的研究和Jung-Beeman等人的研究都觀察到了海馬在頓悟中的活動(dòng)[2,5]，考慮到頓悟在理論上意味著在問(wèn)題的各個(gè)關(guān)鍵概念或算子之間建立新異的任務(wù)相關(guān)的聯(lián)系，因此，我們推測(cè)海馬的功能可能與“表征聯(lián)結(jié)”或者“模式完成”有關(guān)。此外，海馬也有可能與在空間定向任務(wù)中的作用一樣，在思維的重新定向過(guò)程中發(fā)揮作用。
　　除海馬之外，另一個(gè)在頓悟中被觀察到的區(qū)域是右側(cè)前部的顳葉，這個(gè)區(qū)域的活動(dòng)在“詞語(yǔ)法”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中被穩(wěn)定地激活，腦電圖（EEG）分析顯示在頓悟前0.3秒處有一個(gè)突然發(fā)生的高頻γ波起源于上述位置，而Jung-Beeman等人認(rèn)為，右側(cè)前顳區(qū)負(fù)責(zé)在原本不相關(guān)的信息之間建立聯(lián)系[5]。
　　美國(guó)西北大學(xué)研究小組的Kounios等人在最近的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中研究了頓悟的問(wèn)題解決準(zhǔn)備階段的腦活動(dòng)[16]。在這項(xiàng)研究中，研究者所關(guān)注的問(wèn)題是大腦處于怎樣的非特異性準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí)頓悟會(huì)發(fā)生。fMRI與EEG分析都顯示，在頓悟過(guò)程發(fā)生之前，負(fù)責(zé)認(rèn)知控制的內(nèi)側(cè)額葉以及負(fù)責(zé)語(yǔ)義加工的顳葉有明顯的活動(dòng)。EEG顯示，與非頓悟過(guò)程對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)備狀態(tài)，枕葉活動(dòng)增強(qiáng)，對(duì)應(yīng)于外部導(dǎo)向的視覺(jué)性注意的活動(dòng)增強(qiáng)。這個(gè)結(jié)果提示可能存在一般性的準(zhǔn)備機(jī)制調(diào)節(jié)問(wèn)題解決策略。
　　現(xiàn)在研究最多的是額葉在頓悟中的功能。我們采用事件相關(guān)fMRI技術(shù)，研究了頓悟中思維定勢(shì)打破的腦機(jī)制[3]。實(shí)驗(yàn)材料改編自Auble等曾使用的“啊哈謎語(yǔ)”，采用答案提示的方式引發(fā)頓悟�！鞍」�謎語(yǔ)”中有一類無(wú)法用常規(guī)方式理解，因而需要思維定勢(shì)的打破，例如，“因?yàn)槭且晃粚�業(yè)人士替這位老人照的相，所以看不出來(lái)是誰(shuí)”（X光片）；而另一類用常規(guī)的方式就能想到答案，如“因?yàn)榘咨�的粉末放進(jìn)咖啡里，所以咖啡變甜了”（白糖）。需要思維定勢(shì)打破的“啊哈謎語(yǔ)”中通常含有一個(gè)關(guān)鍵概念，這個(gè)概念具有一個(gè)優(yōu)勢(shì)含義和一個(gè)弱勢(shì)含義，如“照相”通常指照片，很難想到會(huì)是X光片。人們必須舍其優(yōu)勢(shì)含義而取弱勢(shì)含義才能頓悟，因此這個(gè)過(guò)程不可避免地包含一種認(rèn)知沖突。以往的大量研究證據(jù)顯示，前扣帶回（ACC）參與執(zhí)行功能，在如Stroop任務(wù)與Flanker任務(wù)中起到?jīng)_突檢測(cè)的作用，因此我們預(yù)期，在打破思維定勢(shì)過(guò)程中很有可能需要ACC的參與。在思維定勢(shì)打破過(guò)程中，不僅需要探測(cè)出認(rèn)知沖突存在而且還需要解決這種沖突、在新、舊思路之間實(shí)現(xiàn)切換，這個(gè)過(guò)程類似于威斯康星卡片分類任務(wù)（WCST），因此，除ACC之外，思維定勢(shì)打破也會(huì)有左側(cè)前額皮層（PFC）的參與。
　　腦成像實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了上述假設(shè)：包含思維定勢(shì)打破的頓悟項(xiàng)目與不包含思維定勢(shì)打破的一般項(xiàng)目相比，有明顯的ACC與左側(cè)PFC的激活[3]。為進(jìn)一步區(qū)分ACC與左側(cè)PFC的功能，依據(jù)被試?yán)斫獯鸢笗r(shí)的困難程度，在數(shù)據(jù)分析中把頓悟項(xiàng)目分為容易的和困難的，發(fā)現(xiàn)ACC在頓悟項(xiàng)目上比非頓悟項(xiàng)目上的活動(dòng)多，而在容易的頓悟項(xiàng)目與困難的頓悟項(xiàng)目上沒(méi)有差別；但左側(cè)PFC在困難的頓悟項(xiàng)目上的活動(dòng)多于容易的頓悟項(xiàng)目上的活動(dòng)，在容易的頓悟項(xiàng)目的活動(dòng)又多于一般項(xiàng)目上的活動(dòng)。因此我們認(rèn)為雖然ACC與左側(cè)PFC都參與頓悟的心理定勢(shì)打破過(guò)程，但兩者的作用是分離的：ACC與沖突檢測(cè)有關(guān)，對(duì)沖突有無(wú)進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)項(xiàng)目難度沒(méi)有反應(yīng)；而左側(cè)PFC與沖突的解決有關(guān)，對(duì)項(xiàng)目難度進(jìn)行反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，如果將被試解決謎語(yǔ)的全部過(guò)程均等地分為早、中、后3個(gè)階段，則相對(duì)于靜息的參照狀態(tài)而言，早、中、后3個(gè)階段都伴隨有明顯的ACC的活動(dòng)，但是，如果在中、后期階段與早期階段進(jìn)行比較，則會(huì)發(fā)現(xiàn)早期階段所激發(fā)的ACC的活動(dòng)明顯地要多于中、后期，這可能是因?yàn)樵谥i語(yǔ)解決早期階段，被試對(duì)謎語(yǔ)的構(gòu)成規(guī)律所知甚少，所以呈現(xiàn)答案時(shí)需要ACC的早期參與來(lái)控制信息加工的流向。但隨著被試對(duì)題目的逐漸熟悉，他們有意識(shí)或者無(wú)意識(shí)地發(fā)展出某種信息加工策略來(lái)控制局面，從而逐漸降低了對(duì)于ACC的依賴。
　　在與上述研究平行的一項(xiàng)ERP研究中，我們發(fā)現(xiàn)[4]，頓悟項(xiàng)目與一般項(xiàng)目相減后的ERP差異波在答案提示呈現(xiàn)后的250~500ms，表現(xiàn)為一個(gè)明顯的N380成分；地形圖和電流密度圖顯示，N380在額中央?yún)^(qū)活動(dòng)最強(qiáng)；偶極子源定位分析結(jié)果為N380起源于扣帶前回。我們認(rèn)為，這一負(fù)波相當(dāng)于對(duì)正確反應(yīng)監(jiān)控的N2波或?qū)﹀e(cuò)誤檢測(cè)的錯(cuò)誤相關(guān)負(fù)波（ERN），由于頓悟過(guò)程從啟動(dòng)到完成約2000ms左右，因此ACC的活躍當(dāng)發(fā)生于頓悟啟動(dòng)的早期階段，在思維定勢(shì)的打破過(guò)程中起到一個(gè)“早期預(yù)警系統(tǒng)”的作用。
　　最近，西南師范大學(xué)張慶林小組的邱江等人以謎底是單字的字謎任務(wù)作為實(shí)驗(yàn)材料，采用ERP技術(shù)，研究了認(rèn)知沖突的腦機(jī)制[13]。他們同樣采用呈現(xiàn)答案的方式催化頓悟過(guò)程，并區(qū)分了三種項(xiàng)目：引發(fā)頓悟的項(xiàng)目（答案），非頓悟的項(xiàng)目以及不能理解的項(xiàng)目。研究結(jié)果顯示，相對(duì)于非頓悟的項(xiàng)目，頓悟的項(xiàng)目和不能理解的項(xiàng)目都在250~400間引發(fā)了一個(gè)更加負(fù)性的偏移（N320），偶極子源定位分析顯示其起源于ACC，這說(shuō)明ACC的活動(dòng)實(shí)際上與被試是否能夠最終理解答案沒(méi)有關(guān)系，只要答案不是被試能預(yù)料到的，就會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知沖突并誘發(fā)ACC的活動(dòng)。
　　而我們此前的一項(xiàng)研究也取得了與此一致的結(jié)果[14]。實(shí)驗(yàn)采用謎語(yǔ)，其中的一組謎語(yǔ)為日本傳統(tǒng)的“同音謎語(yǔ)”（homo-phone riddles），其特點(diǎn)是用同音字法構(gòu)成謎語(yǔ)，比如“著名的相撲士去神社祈禱，但卻只獲得15戰(zhàn)12勝的賽績(jī)，為什么?”答案是“參拜”（日語(yǔ)中“參拜”與“三敗”同音），因此被試知道其構(gòu)成方式。而對(duì)于另外一組謎語(yǔ)，采用腦筋急轉(zhuǎn)彎問(wèn)題作為材料，由于這類問(wèn)題千變?nèi)f化，所以被試不知道其構(gòu)成方式。結(jié)果表明，相對(duì)于靜息水平而言，左側(cè)在兩類謎語(yǔ)解決中的參與程度相當(dāng)，但是ACC在腦筋急轉(zhuǎn)彎的解決中的活動(dòng)卻明顯高于“同音謎語(yǔ)”的解決。這說(shuō)明當(dāng)問(wèn)題解決者了解了頓悟性問(wèn)題的結(jié)構(gòu)并且發(fā)展出一般性的信息加工控制策略時(shí)，ACC 的活動(dòng)會(huì)降低。
　　Reverberi等近期做了一項(xiàng)有趣的研究[17]，發(fā)現(xiàn)前額皮層損傷的個(gè)體在頓悟性的問(wèn)題解決任務(wù)中的成績(jī)竟然好于正�？刂平M。這項(xiàng)研究基于Knoblich與Ohlsson的頓悟的表征轉(zhuǎn)換理論，以及Frith關(guān)于背外側(cè)前額皮層的“塑造反應(yīng)空間”理論。Knoblich與Ohlsson認(rèn)為，表征的改變可以通過(guò)放松限制來(lái)實(shí)現(xiàn)，而放松限制是指克服已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、思維方式等的限制�！八茉旆磻�(yīng)空間”理論假設(shè)前額葉尤其是背外側(cè)前額在根據(jù)特定任務(wù)確定合適的反應(yīng)過(guò)程中起重要作用，即外側(cè)前額皮層在選擇行為反應(yīng)時(shí)具有一定偏好，會(huì)根據(jù)特定任務(wù)制定一系列反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)預(yù)期前額皮層的損傷的個(gè)體相對(duì)于正常個(gè)體在頓悟性的問(wèn)題解決任務(wù)中有更好的成績(jī)。采用Knoblich等人研究頓悟的火柴等式任務(wù)，如移動(dòng)等式Ⅶ=Ⅶ+Ⅶ中的一根火柴使等式成立，答案為Ⅶ=Ⅶ=Ⅶ。研究結(jié)果支持研究者的假設(shè)，82%的前額皮層損傷的個(gè)體解決了困難的等式問(wèn)題，而正常被試只有43%解決了困難的等式問(wèn)題。外側(cè)前額皮層在問(wèn)題解決過(guò)程中負(fù)責(zé)選擇合適的反應(yīng)，因此限制了頓悟性的問(wèn)題解決。這可能與前額皮層參與個(gè)體獲得認(rèn)知技能獲得的學(xué)習(xí)過(guò)程有關(guān)。這一研究結(jié)果出人意料，但卻又在情理之中，我們知道，人的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)往往是一把雙刃劍，一方面，能夠促進(jìn)快速而有效的問(wèn)題解決，另一方面，知識(shí)經(jīng)驗(yàn)可以形成思維定勢(shì)，阻礙問(wèn)題的順利解決。
　　基于以上的證據(jù)，我們提出了一個(gè)有關(guān)思維定勢(shì)改變的一般假設(shè)[15]，認(rèn)為對(duì)于在人們的信息加工策略控制范圍之內(nèi)的思維定勢(shì)“轉(zhuǎn)移”（如WCST）而言，有PFC的參與就夠了，但對(duì)于在加工策略控制范圍之外的思維定勢(shì)的“打破”（即頓悟）而言，需要ACC與PFC的協(xié)同參與。但在時(shí)間進(jìn)程上，ACC和內(nèi)側(cè)額葉的活動(dòng)可能啟動(dòng)得較早，甚至可以發(fā)生在頓悟之前的醞釀階段；PFC可能在頓悟發(fā)生的后期階段才參與進(jìn)來(lái)，它負(fù)責(zé)調(diào)動(dòng)持續(xù)的信息加工資源用以穩(wěn)定和放大瞬間即逝的靈感，但在頓悟發(fā)生之前和發(fā)生之初，PFC的作用可能會(huì)受到抑制，只有這樣，人們才能順利地從常規(guī)思維的束縛中解脫出來(lái)，放棄成見(jiàn)，獲得頓悟。
　　
　　3 總結(jié)與展望
　　
　　目前的研究基本明確頓悟活動(dòng)涉及前扣帶回、額葉、顳葉、楔前葉以及海馬等廣泛腦區(qū)，并已獲得了一個(gè)粗略的、有關(guān)頓悟的腦機(jī)制框架，認(rèn)為前扣帶回與額葉共同參與頓悟中思維定勢(shì)的打破過(guò)程；右側(cè)顳葉以及海馬參與頓悟過(guò)程中新異聯(lián)系的建立；而內(nèi)側(cè)額葉和顳葉也有可能參與頓悟發(fā)生前夕的準(zhǔn)備過(guò)程。
　　頓悟是一個(gè)多個(gè)系統(tǒng)共同參與協(xié)同完成的高級(jí)的復(fù)雜認(rèn)知過(guò)程，對(duì)于頓悟的不同界定以及不同的研究方法無(wú)疑會(huì)得出不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論，但這種多樣化勢(shì)必有助于我們探索頓悟的本質(zhì)以及頓悟的大腦機(jī)制。未來(lái)的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)關(guān)于頓悟的研究可能會(huì)圍繞下面幾個(gè)方向進(jìn)行：一是明確各個(gè)腦區(qū)在頓悟過(guò)程中的交互作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程；二是發(fā)展多種頓悟性的問(wèn)題解決任務(wù)，從多個(gè)方面探討頓悟過(guò)程（比如，張慶林研究小組最近嘗試的“原型激活模式”，就有可能同時(shí)具備“謎語(yǔ)法”與“詞語(yǔ)法”的優(yōu)點(diǎn)）；三是如何促進(jìn)頓悟過(guò)程。德國(guó)學(xué)者Wagner等人去年在英國(guó)Nature雜志上發(fā)表論文，證明睡眠可以促進(jìn)頓悟的發(fā)生，他們比較了晚上睡覺(jué)或者不睡覺(jué)的人頓悟地解決問(wèn)題的能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)晚上有充分睡眠的人比沒(méi)睡的人的頓悟能力要高。盡管Wagner等人根據(jù)我們?cè)陬D悟中觀察到海馬活動(dòng)的研究結(jié)果[18]，推測(cè)是因?yàn)楹ｑR在人的睡夢(mèng)中的持續(xù)活動(dòng)醞釀了新思維的產(chǎn)生，雖然我認(rèn)為Wagner等的實(shí)驗(yàn)程序并不能保證這個(gè)推測(cè)的有效性，但它至少說(shuō)明保持清醒的頭腦和敏銳的思維能力，會(huì)幫助人們擺脫思維僵局、獲得頓悟。
　　當(dāng)前，加強(qiáng)自主創(chuàng)新，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家已經(jīng)成為我們的國(guó)家目標(biāo)，因此，研究創(chuàng)造性思維的認(rèn)知與腦機(jī)制、探索如何在各個(gè)不同的領(lǐng)域促進(jìn)創(chuàng)新與創(chuàng)造具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。在創(chuàng)造性思維研究的各個(gè)課題中，頓悟式問(wèn)題解決占有獨(dú)特而重要的地位。首先，頓悟是創(chuàng)造性思維的最關(guān)鍵的心理和認(rèn)知環(huán)節(jié)之一，許多創(chuàng)新性的重大發(fā)明和發(fā)現(xiàn)都是通過(guò)頓悟過(guò)程而產(chǎn)生的；其次，與創(chuàng)造性思維領(lǐng)域的多數(shù)課題不同，頓悟式問(wèn)題解決是一個(gè)比較容易客觀地量化的心理過(guò)程，便于在實(shí)驗(yàn)室條件下被嚴(yán)格地檢驗(yàn)；第三，頓悟的觀念在東方傳統(tǒng)的思維方式中早已存在（盡管中國(guó)禪宗的頓悟概念與現(xiàn)代心理科學(xué)的頓悟概念之間有許多區(qū)別，但其相似之處也不言而喻），據(jù)說(shuō)，在英國(guó)本土產(chǎn)生出的新的英文表達(dá)方式遠(yuǎn)比在那些講英語(yǔ)但英語(yǔ)并非其自然產(chǎn)生的本土語(yǔ)言的國(guó)家更多，這說(shuō)明人們?cè)趯?duì)根植于本土文化的認(rèn)知內(nèi)容進(jìn)行加工時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出更大的原創(chuàng)性。這也可能是頓悟吸引我們的原因之一。
　　
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　　From the Impasse to the Breakthrough: The Brain Basis for Insightful Problem Solving
　　Luo Jing, Zhang Xiuling
　　(Key Laboratory of Mental Health, Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)
　　
　　Abstract: During 1913 to 1920, Kohler conducted his classic studies on insight. This discovery greatly challenged the dominating trial-and-error theory at that time. However, psychologist started to investigate the brain basis of insight only recently. This review discussed how to use neuroimaging methods to investigate the neural correlates of insight, the brain areas involved in insight were also considered.
　　Key words：Insight, problem solving, neuroimaging.
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