1.摘要

创造性是产生原创的、有价值的思想或行为的能力。在现实生活中，艺术和科学创造力促进了人类文明的发展，但迄今为止，尚未有大样本系统地研究艺术和科学创造力的脑结构差异。本研究采用基于体素的形态测量法( VBM )，对356名青年健康被试进行了艺术创造力和科学创造力的大脑区域灰质体积( GMV )的测量。结果表明：艺术创造力与辅助运动区( SMA )和前扣带回( ACC )的区域GMV显著负相关；科学创造力与左侧额中回( MFG )和左侧枕下回( IOG )的区域GMV显著正相关；艺术创造力与突显网络( SN )相关，科学创造力与执行注意网络和语义加工相关。这些结果可能为预测和评价个人在科学和艺术领域的创造性表现提供一个有效的标记。

2.引言

现实生活中的人类活动可以分为两个主要领域：科学和艺术。事实上，艺术创造力与科学创造力的界限是由于教育的体制和结构的变化而发生的。在过去的一个世纪里，欧洲各国政府机构强调专业化，建立了艺术和科学两类教育经费。在中国，大学生必须修理科选修课和文学，这种对课程的分类，潜移默化地把人们分为艺术和科学两种思维方式。创造力又分为艺术创造力和科学创造力，各具特色。这种差异是否是神经上的反映？

3.实验

3.1被试

本研究按照《赫尔辛基宣言》中的相关准则和规定进行。所有程序均经西南大学脑成像中心( SWUBIC )机构评审委员会批准。所有受试者在完成系列心理测试和MRI扫描前均给予书面知情同意，并支付参与费用。

共有365名健康志愿者参与研究。由于分割和归一化过程是通过自动化脚本进行的，而不是人工进行的，因此需要对离群点进行检测，以确保分割质量为每一个主体所接受。通过比较受试者与平均平滑GM的相关程度，采用Pearson相关性进行受试者离群点检测。我们将异常值定义为受试者偏离平均GM体积超过3 %，9名受试者被从总受试者中删除。因此，有效样本由356名受试者组成(女性= 199人)。所有参与者都是右撇子，表现出正常的心理、心理和身体特征。这项研究是一个正在进行的项目的一部分，旨在研究大脑成像、创造力和心理健康之间的关系。

3.2材料

创造性成就问卷( CAQ )：Carson等开发了CAQ，通过自我报告来测量个体的创造性成就。CAQ由绘画/雕塑、音乐、舞蹈、发明和科学发现等10个具体领域组成。每个领域包括8个项目，参与者每个项目得分从0到7。0表示‘没有成绩’，1表示‘训练’项，其他6项依次上升。Carson等人想看看CAQ是否会分为艺术和科学，因此他们强迫了一个双因素的解决方案。结果表明，因子1被认为是"艺术"，包括戏剧、幽默、音乐、绘画、雕塑写作；因子2为"科学"，包括发明、科学发现和烹饪艺术。在本研究中，我们选择了双因素解，将创造力分为艺术创造力和科学创造力。

一般智力评定：智力影响大脑结构。在本研究中，我们使用华东师范大学心理系1994年修订的《中国农村组合测验》( CRT-RC3 )来控制这种影响。由于其信度和效度，CRT被广泛应用于智能测试。CRT由72个非语言项目组成，总分计算为正确项目之和。参加者应能在40分钟内完成CRT。

3.3数据采集与处理

数据采集：在西门子3T Trios罐头( Siemens Medical Systems，Erlangen，Germany )上用SWUBIC中8通道射频线圈进行成像。采用磁化准备快速采集梯度回波序列( Magneticization Prepare Rapid Acquisition Gradient echo，MPRAGE )获得高分辨率的3D T1加权解剖图像，参数为：TR / TE = 1900 ms / 2.52 ms，反转时间( Reverse Time，TI ) = 900 ms，翻转角= 9 °，FOV = 256 × 256mm2，切片= 176，厚度= 1.0 mm，体素大小= 1 × 1 × 1mm3。

数据处理：预处理采用基于SPM8软件的VBM8工具箱( http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm) ) ( Statistical parameters Mapping http://www.fil.ion.ucl/spm/software/spm8). )进行。然后利用新的分割工具将图像分割成灰质( GM )、白质( WM )和脑脊液( CSF )。本研究的预处理包括MRI过程引起的图像强度不均匀性偏差校正。分割后，利用SPM8中的微分李( DARTEL )进行图像配准、归一化和调制。为了保证灰质绝对量的区域差异保持不变，每个体素通过空间归一化52推导的雅可比行列式进行调制。随后，注册图像被转换到蒙特利尔神经研究所( MNI )空间。最后将各学科的灰度和白质图用它们对应的平滑、可逆的变形参数经翘曲到自定义模板空间，然后再到MNI标准空间。对于GMV和WMV，通过计算由特殊归一化步骤导出的雅可比行列式，并将每个体素乘以体积的相对变化调制灰度和白质的翘曲图像。对非线性归一化过程中的任意体积变化进行调制步长校正。将经过翘曲调制的灰度和白质图像在半最大各向同性高斯核处进行10mm全宽卷积平滑。

GMV数据在SPM8中进行分析。我们通过进行多元线性回归来识别艺术创造力和科学创造力所指脑区的GMV。年龄、性别、一般智力和全脑GMV被尽可能地控制在混乱之中。利用掩蔽工具箱生成的显式掩蔽，避免了灰度和白质边界周围的边缘效应。这种方法降低了过度限制性掩蔽造成假阴性的风险，因为潜在有趣的体素可能被排除在统计分析53之外。在所有分析中，统计学意义设定为p < 0.05的显著水平，在非平稳聚类校正54中校正，基础体素水平p < 0.001。

4.结果

4.1行为数据

表1显示了所有参与者的人口和心理特征的描述性统计。男女之间年龄差异无统计学意义(男性平均标准差为20.23±1.34，女性平均标准差为19.79±1.26，p = 0.520 )，智商( CRT评分)差异无统计学意义(男性平均标准差为65.90±3.68，女性平均标准差为66.15±3.28，p = 0.324 )。艺术创造力得分在性别间也没有显著差异，但科学创造力呈现显著的性别差异(独立t检验，t ( 354 ) = -2.592，p < 0.01 )，即男性的科学创造力得分高于女性。

此外，还计算了性别、年龄和智商之间的Pearson相关系数。结果表明，智商与年龄( r = -0.03，p = 0.626 )、智商与性别( r = -0.04，p = 0.515 )均无相关性，但性别与年龄有显著相关性( r = 0.17，p = 0.002 )，说明样本性别不均匀。根据所有这些结果，性别、年龄和智商分布的差异对GM分析结果没有贡献。

4.2神经影像学资料

脑区GMV与艺术创造力显著相关。我们通过多元线性回归分析，在控制年龄、性别和一般智力尽可能混杂后，考察脑区GMV与艺术创作的关联。由于相关分析显示，全球GMV与科学创造力显著相关( r = 0.193，p < 0.001 )，表明全脑GMV与创造力的协变会影响最终结果，因此我们也将全脑GMV的效应作为无兴趣的协变量。自动解剖标记模板用于定义大脑区域。结果显示，创造性成就的艺术维度得分与补充运动区的GMV呈负相关( BA 6：x，y，z = 0，- 20，48，t ( 349 ) = -5.59，p ( corr ) < 0.05 )，ACC ( BA 32：x，y，z = 2，39，20，t ( 349 ) = -4.32，p ( corr ) < 0.05 )。表 2和图 1给出了统计分析的结果，以确定与艺术创造力显著相关的脑区。

两个集群中的GMV与艺术创造力得分呈负相关。簇1包含补充电机区域。簇2包含前扣带回皮层。为可视化目的，结果如t > 3所示。

脑区GMV与科学创造力显著相关。我们用同样的方法研究了脑区GMV与科学创造力的关系，就像艺术创造力一样。自动解剖标记模板也被用来定义大脑区域。结果表明，左侧额中回( BA10：x，y，z = -27，53，12，t ( 349 ) = 4.73，p ( corr ) < 0.05 )和左侧枕下回( BA18：x，y，z = -22，100，9，t ( 349 ) = 4.52，p ( corr ) < 0.05 )的科学创造性成就与GMV呈正相关。表 3和图 2给出了统计分析的结果，以确定与科学创造力显著相关的脑区。

两个集群中的GMV与科学创造力得分呈正相关。聚类1包含左侧额中回，聚类2包含左侧枕下回。为可视化目的，结果如t > 3所示。

5.讨论

科学创造力和艺术创造力神经基础可以看作是反映普遍创造力的表现，而神经基础的差异则可以看作是创造力领域特异性的外在表现。总体而言，艺术创造力和科学创造力的神经基础是不同的，这与创造力在生理水平上可分为两种类型的思想是一致的。理解艺术创造力与科学创造力的差异，对于提高现实生活中个体的创造力具有重要意义。

本研究通过使用结构MRI，揭示rGMV与创造性成就的关系。此外，本研究将创造力分为艺术创造力和科学创造力，并从两个主要的角度探讨了创造力的神经基础。以往大多数研究使用单一的任务来测量创造力，如言语创造力、视觉创造力和发散思维任务，而本研究使用综合的CAQ来测量创造力。由于CAQ避免了偏倚，使用该度量的结果更具说服力。然而，本研究存在两个局限性。首先，它探讨了创造性成就与大脑区域之间的关系，但没有确定因果关系。后续研究应设计任务型MRI实验，系统探讨艺术性和科学性创造力与特定脑区的关系。第二，由于CAQ是一份自我报告的问卷，参与者在评估过程中可能夸大或尽量减少了创造性成果。因此，这种创造性成就的衡量并不能完全反映客观的创造性。未来的研究应该选择具有代表性的科学家和艺术家作为研究对象，或者改进针对不同创造力的评估工具。（文章内容来源于林家心理铺子，作者系车艳杰。）