為何記性太好反而沒創意？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，更通過學習來創造，但通過高階學習促進后續創造的神經認知基礎一直不明確 。盡管Confucius和Socrates等學者早有關于“啟發式教學”的思考，現代心理學也認為從他人創意中抽象和泛化模式是提升個人創造力的有效策略，但在神經科學層面，如何形成支持創造的知識表征仍處于起步階段 。目前的挑戰在于，盡管已知海馬體和前額葉系統在記憶、抽象和泛化中起關鍵作用，但創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）”的特定神經機制，并區分其與傳統記憶獲取（Memory 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）將促進后續的創意生成；

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，并引導本質特征的提取，從而預測更高的創造力產出；

為了探討這一問題，作者開發了一種基于“輸出定義”的高階學習范式，重點關注后續創造效應（SCE）而非傳統的后續記憶效應（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散性思維測試（AUT）；

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

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）的協同模式，從而驗證神經壓縮和跨階段代碼轉移對創造力的貢獻 。

核心發現

海馬體表征維度降低預測更高創造力

實驗1和2均發現，相比于低創造力（LSC）試驗，高創造力（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壓縮提取了樣本的本質結構而非死記硬背細節 。

海馬體-vIPFC協同增強支持知識抽象

研究發現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，發現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“創造”階段 。Figure5展示了在共享PCA空間內，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

創造力與記憶的神經機制分離

行為學上，HSC試驗表現出更高的遺忘率；神經層面，支持后續記憶效應（SME）的指標（如海馬體激活水平）并不能預測創造力表現 。Figure2B-C直觀對比了這種“遺忘促進創造”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-前額葉系統支持“為創造而學習”的神經機制，即通過降低海馬體的表征維度實現神經壓縮，提取創意的本質策略，并依賴前額葉的協同作用將這些抽象表征轉移至后續的創作過程。這一過程在神經上與單純的記憶獲取截然不同，它證明了適度的細節“遺忘”和更高層次的表征壓縮才是激發人類創造靈感的關鍵，為教育實踐中如何通過案例學習提升創新能力提供了生物學依據 。

AI銳評

這篇文章的精妙之處在于它不僅挑戰了“學得多、記牢點就能創造”的傳統認知，還通過嚴謹的表征維度分析給出了“神經壓縮”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，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的人工任務（AUT），可能無法完全模擬現實中長周期、深度思考后的創造性突破（如科學發現或藝術創作），且由于樣本量和任務時長的限制，對于預測誤差等動態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