郝宁教授课题组在国际高水平期刊《Cerebral Cortex》发表研究成果

时间:2022-04-20浏览:526设置

高创造性团体的动态创造过程特征及脑际神经互动基础


 相较之个体创新,团体创新在社会各领域发展中起到更为重要的作用。团体协作可谓是创新突破的密钥。高创造性团体如何进行高水平的创造性活动?有什么特征?其背后的脑际神经互动基础又是什么?



 近日,华东师范大学心理与认知科学学院郝宁教授团队在国际高水平期刊《Cerebral Cortex发表研究成果,描绘了高创造性团体在动态创造过程中的行为特征,并利用近红外(fNIRS)超扫描技术揭示其背后的脑际神经互动基础。

 本研究共招募123组双人小组,要求每组被试各完成一个创造力任务(非常规用途任务)和一个对照任务(物体特征任务)。实验人员通过近红外超扫描技术对两个个体的大脑活动进行同步监测(见图1)。依据各组被试在创造力任务上的表现,研究者将123组划分入高(31组)、中(63组)、低(29组)创造性团体三个条件(K值聚类),并比较高、低创造性团体在行为表现、脑内神经耦合水平(脑内功能连接,Fc)、脑际神经耦合水平(脑同步, IBS)以及超脑网络参数上的差异(将两个成员的大脑网络视为一个整体,即超脑网络)。



1 实验场景例图


研究发现,与低创造性团体相比,高创造性团体除有更多且更新颖的观点外,还表现出更高的认知灵活性(即探索的观点类别更广泛)和更多的延时观点采择行为(在搭档报告观点后,过一段时间再对其进行结合或者改进)。然而,高创造性团体的即时观点采择行为(在搭档报告观点后,立即对其进行结合或者改进)却比低创造性团体少。实际上,关于团体创造的动态过程,研究者非常强调“观点分享”与“观点采择”的平衡。本研究表明,高创造性团体在动态创造过程中能够合理地掌控“观点分享”和“观点采择”之间的平衡。具体表现为:(1)高创造性团体能在保持分享自身生成的观点的同时,关注搭档分享的信息;(2)高创造性团体内个体会在遇到观念耗竭(即暂时想不出创新观点)时,利用和采择搭档之前分享的观点,而低创造性团体内个体则倾向于即刻对搭档刚刚报告的观点进行结合或者采择——这会打断自身观点生成流,影响“观点分享”过程(见图2)。


2 高创造性团体的动态创造过程特征概述图


 研究还发现,与低创造性团体相比,高创造性团体成员在左侧额下回(left inferior frontal gyruslIFG)与右侧运动皮层(right motor cortex)间的IBS有显著提升(见图3),且在右侧颞上回(right superior temporal gyrusrSTG)表现出更高的局部效率(超脑网络图论参数,见图4)。然而,高创造性团体成员在右侧角回(right angular gyrusrAG)和右侧颞上回之间的Fc上,以及左侧额下回和右侧角回之间的IBS上,均表现出神经耦合水平的下降(见图3)。此外,基于留一法的交叉验证分析(leave-one-out cross-validation analysis)表明,上述FcIBS和右侧颞上回的局部效率能有效预测团体创造表现。研究者认为这些“脑内及脑际神经耦合表现”可能与高创造性团体在动态创造过程中的观点生成、观点评价、概念整合以及观点采择等复杂认知活动相关。



3 脑内及脑际神经耦合表现



4 超脑网络参数表现


 本研究发现不仅再次证明“执行控制网络和默认网络相关脑区之间的协同”对创造力具有重要作用(Beaty et al., 2018),还进一步强调镜像神经网络对团体动态创造过程的关键作用,推进了学界对“高创造性团体的脑际神经互动基础”的认识。此外,高创造性团体的动态创造过程特征也为提升低创造性团体的创造水平提供了建议:(1)坚持分享自身已经想到的创新观点;(2)于此同时,关注搭档分享的观点;(3)当暂时想不到观点时,积极利用搭档分享的观点。

 华东师范大学心理与认知科学学院博士后卢克龙(上海市超级博士后、华东师范大学卓越博士后)、博士生高桢妮、王欣悦为共同第一作者,博士生乔熙诺、何映瑶和硕士生张宇参与了研究,郝宁教授为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金(31971002,郝宁)、中国博士后科学基金(2020M681215,卢克龙)和上海市超级博士后激励计划项目(2020150,卢克龙)的支持。

 近年来,郝宁教授课题组利用近红外成像技术,对团体创造活动的脑-脑间神经互动基础、具身隐喻影响个体创造力的神经基础等多个主题进行了探讨。多项成果发表于Cerebral CortexNeuroImage等国际高水平杂志上。


论文信息(#共同一作, *通讯作者):

1.  Lu, K.#, Gao, Z. #, Wang, X. #, Qiao, X., He, Y., Zhang, Y., & Hao, N.* (2022). The hyper-brain neural couplings distinguishing high-creative group dynamics: An fNIRS hyperscanning study. Cerebral Cortex. online published. https://doi.org/10.1093/cercor/bhac161.

2.  Lu, K., Qiao, X., Yun, Q., & Hao, N. * (2021). Educational diversity and group creativity: Evidence from fNIRS hyperscaning. NeuroImage, 243: 118564.

3.  Lu, K. #, Yu, T. #, & Hao, N. * (2020). Creating while taking turns, the choice to unlocking group creative potential. NeuroImage, 219: 117025.

4.  Wang, X. #, He, Y. #, Lu, K., Deng, C., Qiao, X., & Hao, N. * (2019). How does the embodied metaphor affect creative thinking. NeuroImage, 202: 116114.

5.  Lu, K. #, Xue, H. #, Nozawa, T., & Hao, N. * (2019). Cooperation makes a group be more creative. Cerebral Cortex, 29, 3457-3470.  

6.  Xue, H. #, Lu, K. #, &  Hao, N. * (2018). Cooperation makes two less-creative individuals turn into a highly-creative pair. NeuroImage, 172, 527-537.


撰文:卢克龙



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