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基本信息：

Title:Hippocampal-prefrontal orchestration supports higher-order learning for creative ideation

發(fā)表時(shí)間：2025.12.11

Journal:Nature communications

影響因子：5.7

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研究動(dòng)機(jī)與背景

人類不僅通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)記憶，更通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)創(chuàng)造，但通過(guò)高階學(xué)習(xí)促進(jìn)后續(xù)創(chuàng)造的神經(jīng)認(rèn)知基礎(chǔ)一直不明確 。盡管Confucius和Socrates等學(xué)者早有關(guān)于“啟發(fā)式教學(xué)”的思考，現(xiàn)代心理學(xué)也認(rèn)為從他人創(chuàng)意中抽象和泛化模式是提升個(gè)人創(chuàng)造力的有效策略，但在神經(jīng)科學(xué)層面，如何形成支持創(chuàng)造的知識(shí)表征仍處于起步階段 。目前的挑戰(zhàn)在于，盡管已知海馬體和前額葉系統(tǒng)在記憶、抽象和泛化中起關(guān)鍵作用，但創(chuàng)造性想法往往超出普通泛化的范疇，因此急需確定支持“高階學(xué)習(xí)（Higher-order learning）”的特定神經(jīng)機(jī)制，并區(qū)分其與傳統(tǒng)記憶獲取（Memory acquisition）的不同之處。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法邏輯

作者提出了兩個(gè)核心假設(shè)：

其一，在創(chuàng)意樣本學(xué)習(xí)期間，較低維度的海馬體表征（反映了信息的壓縮與抽象）將促進(jìn)后續(xù)的創(chuàng)意生成；

其二，強(qiáng)烈的海馬體-前額葉（vIPFC）功能連接將支持這種抽象過(guò)程，并引導(dǎo)本質(zhì)特征的提取，從而預(yù)測(cè)更高的創(chuàng)造力產(chǎn)出；

為了探討這一問(wèn)題，作者開(kāi)發(fā)了一種基于“輸出定義”的高階學(xué)習(xí)范式，重點(diǎn)關(guān)注后續(xù)創(chuàng)造效應(yīng)（SCE）而非傳統(tǒng)的后續(xù)記憶效應(yīng)（SME）。研究設(shè)計(jì)了兩個(gè)主要的fMRI實(shí)驗(yàn)：

Figure1

實(shí)驗(yàn)1利用文本素材（如“打蛋器-燭臺(tái)”）在掃描時(shí)進(jìn)行樣本學(xué)習(xí)，隨后在掃描外進(jìn)行發(fā)散性思維測(cè)試（AUT）；

實(shí)驗(yàn)2則采用圖像素材，并在掃描內(nèi)記錄創(chuàng)造過(guò)程，以研究從學(xué)習(xí)到創(chuàng)造的跨階段神經(jīng)轉(zhuǎn)移 。

方法論的核心在于利用基于信息論的計(jì)算方法，通過(guò)主成分分析（PCA）測(cè)量海馬體的表征維度（Representational dimensionality），并結(jié)合心理生理交互（PPI）和表征相似性分析（RSA），考察海馬體與前額葉（尤其是vIPFC）的協(xié)同模式，從而驗(yàn)證神經(jīng)壓縮和跨階段代碼轉(zhuǎn)移對(duì)創(chuàng)造力的貢獻(xiàn) 。

核心發(fā)現(xiàn)

海馬體表征維度降低預(yù)測(cè)更高創(chuàng)造力

實(shí)驗(yàn)1和2均發(fā)現(xiàn)，相比于低創(chuàng)造力（LSC）試驗(yàn)，高創(chuàng)造力（HSC）試驗(yàn)在樣本學(xué)習(xí)期間，左側(cè)海馬體的表征維度顯著更低 。這通過(guò)Figure3A-C展示，反映了大腦通過(guò)神經(jīng)壓縮提取了樣本的本質(zhì)結(jié)構(gòu)而非死記硬背細(xì)節(jié) 。

海馬體-vIPFC協(xié)同增強(qiáng)支持知識(shí)抽象

研究發(fā)現(xiàn)HSC條件下海馬體與左側(cè)腹外側(cè)前額葉（vIPFC/IFG）的表征連接性顯著增強(qiáng) 。Figure3E-G表明這種連接性與海馬體維度的降低呈負(fù)相關(guān)，暗示前額葉參與了對(duì)海馬體信息的壓縮與策略提取 。

Figure 3

低維表征的跨階段有效轉(zhuǎn)移

通過(guò)跨階段RSA分析，發(fā)現(xiàn)HSC試驗(yàn)中壓縮的海馬體表征能更有效地從“學(xué)習(xí)”階段轉(zhuǎn)移到“創(chuàng)造”階段 。Figure5展示了在共享PCA空間內(nèi)，HSC的模式相似度在不同方差閾值下均高于LSC，證明了抽象知識(shí)的重活化 。

Figure5

創(chuàng)造力與記憶的神經(jīng)機(jī)制分離

行為學(xué)上，HSC試驗(yàn)表現(xiàn)出更高的遺忘率；神經(jīng)層面，支持后續(xù)記憶效應(yīng)（SME）的指標(biāo)（如海馬體激活水平）并不能預(yù)測(cè)創(chuàng)造力表現(xiàn) 。Figure2B-C直觀對(duì)比了這種“遺忘促進(jìn)創(chuàng)造”的權(quán)衡關(guān)系 。

Figure2

省流總結(jié)

本研究通過(guò)一系列結(jié)合fMRI與行為實(shí)驗(yàn)的研究，揭示了海馬體-前額葉系統(tǒng)支持“為創(chuàng)造而學(xué)習(xí)”的神經(jīng)機(jī)制，即通過(guò)降低海馬體的表征維度實(shí)現(xiàn)神經(jīng)壓縮，提取創(chuàng)意的本質(zhì)策略，并依賴前額葉的協(xié)同作用將這些抽象表征轉(zhuǎn)移至后續(xù)的創(chuàng)作過(guò)程。這一過(guò)程在神經(jīng)上與單純的記憶獲取截然不同，它證明了適度的細(xì)節(jié)“遺忘”和更高層次的表征壓縮才是激發(fā)人類創(chuàng)造靈感的關(guān)鍵，為教育實(shí)踐中如何通過(guò)案例學(xué)習(xí)提升創(chuàng)新能力提供了生物學(xué)依據(jù) 。

AI銳評(píng)

這篇文章的精妙之處在于它不僅挑戰(zhàn)了“學(xué)得多、記牢點(diǎn)就能創(chuàng)造”的傳統(tǒng)認(rèn)知，還通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋碚骶S度分析給出了“神經(jīng)壓縮”這一清晰的計(jì)算解釋，將心理學(xué)中模糊的“抽象”概念具象化了 。研究跨越了文本和圖像兩種模態(tài)，增強(qiáng)了結(jié)論的普適性 。然而，其不足在于實(shí)驗(yàn)范式仍屬于短時(shí)間內(nèi)的人工任務(wù)（AUT），可能無(wú)法完全模擬現(xiàn)實(shí)中長(zhǎng)周期、深度思考后的創(chuàng)造性突破（如科學(xué)發(fā)現(xiàn)或藝術(shù)創(chuàng)作），且由于樣本量和任務(wù)時(shí)長(zhǎng)的限制，對(duì)于預(yù)測(cè)誤差等動(dòng)態(tài)過(guò)程的刻畫(huà)略顯單薄 。

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