◈
◈ 新一代信息技术科研进展

首都师范大学发现创造性高阶学习的弱编码神经特征

完成机构
研究领域
发表期刊
发布时间
2025-12-11

💡这项突破是什么?

12月11日,首都师范大学罗劲团队与北京师范大学秦绍正团队在《自然·通讯》发表论文,揭示了支持创造性高阶学习的脑机制。推动学习从“为知识而学”转向“为创造而学”是当前教育的核心挑战,尽管记忆形成的脑科学研究丰富,但何种学习过程更利于后续创造尚不明确,阻碍了这一学习升级。

研究发现,创造性高阶学习具有独特的“弱编码”神经特征:海马体激活强度更弱、神经编码维度更低。这种简洁的编码方式有助于学习者掌握要点而非拘泥细节,为后续创意重组留出空间,体现了“为道日损”式的学习智慧。

研究通过fMRI记录参与者学习创意范例(如“打蛋器-烛台”)时的脑活动,随后要求其提出新创意,并依创造力分为高水平创造与低水平创造两类。比较发现,高水平创造项目在学习阶段海马激活更弱、编码维度更低,海马与腹外侧前额叶功能连接更强,且对范例记忆更差,呈现“弱学习”特征。


实验二改用图片范例并同时扫描学习与创造阶段,重复了上述结果。联合分析表明,海马的低维编码会从学习迁移至创造阶段,促进创意生成;前额叶及前部海马则可能通过迁移“未压缩”编码支持高阶学习。前额叶能选择性访问海马低维表征,其跨阶段解码能力与创造表现正相关。





研究通过多项对照排除了项目特性、模仿、记忆程度及专注度等因素的影响。行为实验还发现,“诱导遗忘”或学习后给予低负荷酝酿间隔均可提升创造表现,而范例记忆细节不影响创造性。研究进一步区分了“为记忆而学”与“为创造而学”的神经模式:前者海马激活更强,却与高阶学习的关键指标(海马低维编码、额叶-海马高连接)无关。

该研究揭示了“学习”和“创造”的关系,知识学习对创造具“双刃剑”效应,既是基础也可能导致思维定势。而“弱学习”形成的简洁、灵活表征有助于利用知识并避免定势。这对教育具有启示:当前教育侧重“强学习”与知识积累,但我国学生的知识优势未必转化为创造力优势。研究从神经科学层面支持了“弱学习”思想,指出海马不仅参与精确记忆,也助力抽象概括,为想象和创造奠基。推动“为创造而学”既能激发创造力,也有助于减轻学习负担、促进身心健康。

论文第一作者为张泽,罗劲教授与秦绍正教授为共同通讯作者。研究受国家自然科学基金委、科技部、国家社会科学基金等资助。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-025-67157-x;

🎯能用在哪里?