當你終于想到答案時，你很可能會覺得一切來得非常突然，甚至會說一句“啊哈！”。這種瞬間的領悟被稱為洞察力，而一個研究團隊最近揭示了大腦如何產生它，由此解釋了為什么這種洞見往往更容易被記住。

杜克大學的認知神經科學家馬克西·貝克爾（Maxi Becker）在讀到科學史與科學哲學學者托馬斯·庫恩（Thomas Kuhn）1962年的名著《科學革命的結構》后，第一次對洞察力產生興趣。她說：“他描述了某些想法是如何強大到能完全改變整個領域的思維方式。這讓我開始好奇：大腦是如何產生這種想法的？為什么一個念頭就能改變我們看待世界的方式？”

這樣的洞察時刻在人類歷史里比比皆是。根據羅馬建筑師兼工程師維特魯威（Vitruvius）的記載，在公元前3世紀，希臘數學家阿基米德（Archimedes）在滑進浴缸，看到水位因自己浸入的體積等量上升時，突然高喊“Eureka！（我發(fā)現了?。?，盡管這個故事可能是后人附會的。17世紀，根據傳說，牛頓因為一個蘋果掉到他頭上才恍然理解重力。20世紀初，愛因斯坦突然意識到“如果一個人自由下落，他將感覺不到自己的重量”，這一想法最終引導他提出相對論，他后來在一次演講中這樣描述。

洞察力并非天才專屬：我們在解謎、處理社交困境或思考智力問題時都會經歷。它與分析式的問題解決不同，例如按部就班的代數運算，解答是慢慢逼近的，你能感覺到自己越來越接近答案。相反，洞察往往出現在一段迷茫之后。你不會感到“越來越接近”；而是從完全不明白到突然開竅，就像瞬間從冷到熱。正如神經心理學家唐納德·赫布（Donald Hebb）在1940年代描述的，有時候“學習是一躍而成的，要么不發(fā)生，要么突然發(fā)生”。

這種讓大腦突然以全新方式理解信息的過程被稱為表征改變。雖然研究者可以從受試者的行為推斷這種突變式領悟，但他們一直未能確定大腦具體如何支持這種表征改變。

德雷塞爾大學的認知神經科學家、《Eureka因素：頓悟時刻、創(chuàng)意洞見與大腦》（The Eureka Factor: Aha Moments, Creative Insights）一書的合著者約翰·庫尼奧斯（John Kounios）說，在洞察時刻，表征改變通常會發(fā)生?！皢栴}是：它究竟是怎樣發(fā)生的？”

洞察活動

在柏林洪堡大學期間，貝克爾開始著手尋找洞察的神經特征。由于在實驗室里幾乎不可能人為制造足以改變人生或顛覆領域的重大洞見，她的團隊需要找到一種簡單的任務，讓人們產生一種瞬間理解的感覺，而不是緩慢推理得出的解決方案。

他們選擇使用一種抽象的黑白圖像，稱為穆尼圖像（Mooney images）。這種圖片通過極端提升照片對比度而制成，使得其中的主體（如一只狗或一個咖啡杯）在一開始完全無法辨認。它們對人類大腦提出了挑戰(zhàn)，因為我們通常是通過拼湊物體的不同部分來識別它們。但只要給大腦幾秒鐘時間，它就能重新組織這些輪廓，看出圖中隱藏的物體——并在那一刻產生“啊哈”般的洞察，也就是一次表征改變。

你能看出這張圖片中的物體是什么嗎？向右滑動圖片即可揭曉答案。

在兩天的實驗中，貝克爾讓參與者躺進功能性磁共振成像（fMRI）掃描儀中，這種設備通過檢測大腦的血流量來推測神經活動。參與者會觀看120張穆尼圖像，每張看10秒，然后判斷自己是否認出了圖中的物體。如果認出來，他們還要回答一系列問題，涉及他們的體驗是否突然、是否伴隨積極情緒，以及他們的確定感——這三項都與洞察相關。

隨后，貝克爾團隊使用神經網絡分析fMRI數據，尋找參與者在正確識別穆尼圖像時共同出現的腦活動變化。他們發(fā)現，當參與者看到隱藏物體的一瞬間，腹側枕顳皮層（VOTC，負責視覺模式識別的區(qū)域）活動增強；杏仁核（處理正負情緒的區(qū)域）活動增強；海馬體（負責記憶處理的腦深部結構）活動也隨之增強。且體驗越確定、情緒越積極（也就是越“有洞察感”），這些區(qū)域的活動越強。

貝克爾說，海馬體有時被稱為大腦的“錯配偵測器”，因為它會在輸入與預期不符時產生反應。在這個過程中，洞察使得原本毫無意義的圖像突然有了意義，違背了大腦先前的預測。

這些區(qū)域——海馬體、杏仁核和VOTC——構成了“一個合理的腦區(qū)網絡”來解釋表征改變，未參與研究的德雷塞爾大學神經科學家約翰·庫尼奧斯（John Kounios）如此評價。亞利桑那大學神經科學博士后Yuhua Yu（未參與研究）也表示，這些發(fā)現終于“把心理學理論與神經機制聯系了起來”。

貝克爾指出，她的團隊之所以在VOTC表征改變，是因為實驗材料是視覺刺激。如果換成文字類刺激，那么大腦中與語言相關的區(qū)域可能會出現變化。

確定洞察所依賴的腦區(qū)后，團隊開始探究這些區(qū)域是否會協(xié)同工作，從而形成持久記憶。

記憶增強

自從研究洞察開始，科學家就懷疑這種體驗能夠增強記憶。赫布在1949年的著作《行為的組織》（The Organization of Behavior）中寫道：“無論洞察是什么，我們現在知道它會持續(xù)影響成年哺乳動物的學習?！?/strong>洞察不僅當下顯得突出、鮮明，也有助于我們將新信息轉化為記憶。

這種洞察-記憶優(yōu)勢已在許多問題解決任務中被研究過，包括魔術揭秘和拼圖題。“當你有一次洞察，你往往更能記得解決方案，”貝克爾說，相較于那種逐步得出的答案。她想了解其中原因。

在初次實驗幾天后，團隊讓參與者在線再次觀看更多穆尼圖像，其中包括一些他們之前見過的。結果顯示，參與者更能記住那些在三項洞察指標上評分較高的圖像。這意味著洞察-記憶優(yōu)勢確實存在，但研究人員還想看看大腦內部發(fā)生了什么：產生洞察時的腦活動能否預測五天后的記憶表現？

結果顯示，初次產生洞察力時VOTC和海馬體活動增加得越明顯，參與者越能記住這些圖片。貝克爾解釋說，大腦活動的大幅提升會讓體驗更“顯著”，而顯著體驗更可能被編碼為長期記憶。

不過，洞察雖然能加強對一個想法的記憶，但并不意味著這個想法一定正確。已有研究顯示，一個解答越迅速、越確定、越令人愉悅，它通常越可能是正確的——但“錯誤的洞察”依然存在。在貝克爾的研究中，參與者在超過一半的穆尼圖像上都認錯了圖像內容。在這些錯誤試次中（研究者已排除分析），參與者有40%的時候自報經歷了洞察；相比之下，在正確試次中，這個比例是65%。

實驗室里對洞察的研究將幫助科學家進一步理解它在現實世界中的作用。貝克爾說，一旦我們把洞察分解成“那些我們已經理解得很好的簡單任務”，就能“繼續(xù)研究更復雜、真正具有創(chuàng)造性的任務”。

未來洞察

將自己形容為“不具創(chuàng)造力的人”的Yu，對洞察在創(chuàng)造力中的作用尤其著迷。她說，創(chuàng)造力“就像魔法一樣”。一個非常有創(chuàng)意的想法通常與洞察有關，因為創(chuàng)意某種意義上是你認知世界的一次跳躍——而跳躍常會帶來洞察或“啊哈”。

不過，Yu發(fā)現洞察在創(chuàng)造力中的作用可能取決于人解決的問題類型。在最近的一項研究中，她讓參與者為科學概念想出隱喻，并詢問他們在創(chuàng)作中是否使用洞察。結果發(fā)現，用洞察得到的隱喻并不比分析式思維得出的隱喻“更有創(chuàng)意”，而且參與者更容易記住后者背后的科學概念。

貝克爾認為，可能是因為創(chuàng)造隱喻不像識別穆尼圖像中的隱藏物體那樣依賴突然的洞察，而更多依靠較慢的認知問題解決。洞察的作用因此可能依賴情境。

接下來，Yu希望在更多情境中研究洞察?！按蠖鄶刀床煅芯慷技性趩栴}解決和傳統(tǒng)實驗室場景里，”她說。她希望研究者們開始探索“在更多領域中的洞察，例如心理治療、冥想，甚至迷幻體驗”。

這些發(fā)現除了能幫助我們更好理解大腦如何學習，也可能用于課堂教學。庫尼奧斯認為，如果把促進洞察的策略應用于教學，學生的學習效果可能會更好。洞察是一種強大且積極的體驗，能產生更準確的解答、更高的信心和更牢固的記憶。

“這對老師來說很費精力，但很多優(yōu)秀教師都會努力讓學生自己產生洞察，從而理解某個概念，這會讓記憶更加深刻，”庫尼奧斯說?！岸?，這也非常具有激勵性?！?/p>

當你的大腦突然冒出答案時，那感覺確實很棒。或許在讀這篇文章的第一句話后，你已經體驗過這種感覺。也許它甚至像一個蘋果砸到你頭上一樣突然出現。

作者：Nora Bradford

譯者：EY

原文：https://www.quantamagazine.org/authors/nora-bradford/