為何記性太好反而沒創(chuàng)意？Nat Commun揭示海馬體在高階學習中的新機制

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基本信息：

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

發(fā)表時間：2025.12.11

Journal:Nature communications

影響因子：5.7

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研究動機與背景

人類不僅通過學習來記憶，更通過學習來創(chuàng)造，但通過高階學習促進后續(xù)創(chuàng)造的神經(jīng)認知基礎一直不明確 。盡管Confucius和Socrates等學者早有關于“啟發(fā)式教學”的思考，現(xiàn)代心理學也認為從他人創(chuàng)意中抽象和泛化模式是提升個人創(chuàng)造力的有效策略，但在神經(jīng)科學層面，如何形成支持創(chuàng)造的知識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“高階學習（Higher-order learning）”的特定神經(jīng)機制，并區(qū)分其與傳統(tǒng)記憶獲?。∕emory acquisition）的不同之處。

實驗設計與方法邏輯

作者提出了兩個核心假設：

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

其二，強烈的海馬體-前額葉（vIPFC）功能連接將支持這種抽象過程，并引導本質(zhì)特征的提取，從而預測更高的創(chuàng)造力產(chǎn)出；

為了探討這一問題，作者開發(fā)了一種基于“輸出定義”的高階學習范式，重點關注后續(xù)創(chuàng)造效應（SCE）而非傳統(tǒng)的后續(xù)記憶效應（SME）。研究設計了兩個主要的fMRI實驗：

Figure1

實驗1利用文本素材（如“打蛋器-燭臺”）在掃描時進行樣本學習，隨后在掃描外進行發(fā)散性思維測試（AUT）；

實驗2則采用圖像素材，并在掃描內(nèi)記錄創(chuàng)造過程，以研究從學習到創(chuàng)造的跨階段神經(jīng)轉移 。

方法論的核心在于利用基于信息論的計算方法，通過主成分分析（PCA）測量海馬體的表征維度（Representational dimensionality），并結合心理生理交互（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，從而驗證神經(jīng)壓縮和跨階段代碼轉移對創(chuàng)造力的貢獻 。

核心發(fā)現(xiàn)

海馬體表征維度降低預測更高創(chuàng)造力

實驗1和2均發(fā)現(xiàn)，相比于低創(chuàng)造力（LSC）試驗，高創(chuàng)造力（HSC）試驗在樣本學習期間，左側海馬體的表征維度顯著更低 。這通過Figure3A-C展示，反映了大腦通過神經(jīng)壓縮提取了樣本的本質(zhì)結構而非死記硬背細節(jié) 。

海馬體-vIPFC協(xié)同增強支持知識抽象

研究發(fā)現(xiàn)HSC條件下海馬體與左側腹外側前額葉（vIPFC/IFG）的表征連接性顯著增強 。Figure3E-G表明這種連接性與海馬體維度的降低呈負相關，暗示前額葉參與了對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移

通過跨階段RSA分析，發(fā)現(xiàn)HSC試驗中壓縮的海馬體表征能更有效地從“學習”階段轉移到“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，證明了抽象知識的重活化 。

Figure5

創(chuàng)造力與記憶的神經(jīng)機制分離

行為學上，HSC試驗表現(xiàn)出更高的遺忘率；神經(jīng)層面，支持后續(xù)記憶效應（SME）的指標（如海馬體激活水平）并不能預測創(chuàng)造力表現(xiàn) 。Figure2B-C直觀對比了這種“遺忘促進創(chuàng)造”的權衡關系 。

Figure2

省流總結

本研究通過一系列結合fMRI與行為實驗的研究，揭示了海馬體-前額葉系統(tǒng)支持“為創(chuàng)造而學習”的神經(jīng)機制，即通過降低海馬體的表征維度實現(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移至后續(xù)的創(chuàng)作過程。這一過程在神經(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)造靈感的關鍵，為教育實踐中如何通過案例學習提升創(chuàng)新能力提供了生物學依據(jù) 。

AI銳評

這篇文章的精妙之處在于它不僅挑戰(zhàn)了“學得多、記牢點就能創(chuàng)造”的傳統(tǒng)認知，還通過嚴謹?shù)谋碚骶S度分析給出了“神經(jīng)壓縮”這一清晰的計算解釋，將心理學中模糊的“抽象”概念具象化了 。研究跨越了文本和圖像兩種模態(tài)，增強了結論的普適性 。然而，其不足在于實驗范式仍屬于短時間內(nèi)的人工任務（AUT），可能無法完全模擬現(xiàn)實中長周期、深度思考后的創(chuàng)造性突破（如科學發(fā)現(xiàn)或藝術創(chuàng)作），且由于樣本量和任務時長的限制，對于預測誤差等動態(tài)過程的刻畫略顯單薄 。

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分享人：天天

審核：PsyBrain 腦心前沿編輯部