查尔斯·J·林姆本可能成为一名专业的爵士萨克斯管演奏家。他成长于一个音乐世家，早年就表现出音乐天赋。他崇拜约翰·Coltrane，并在哈佛大学就读期间指挥过一支爵士乐队。虽然他最终进入医学院，但他选择的专科（耳鼻喉科）部分原因也是出于他对音乐的兴趣。作为约翰·霍普金斯医院的听力专家和外科医生，他为患者进行人工耳蜗植入手术，以恢复听力，使聋人能够欣赏音乐。他作为艺术家的感性和热情继续影响着他的研究。在过去的十年左右，他至少一半的研究工作都集中在大脑在深度创造力瞬间被激活的区域。正如他所说，他想了解 Coltrane 夜复一夜地在他的萨克斯管上进行精彩即兴演奏时，他的大脑中发生了什么。
林姆现在是加州大学旧金山分校的教授，以及美国国立卫生研究院的神经学家艾伦·R·布劳恩，他们开发了一种方法，用于研究高水平爵士音乐家在创作音乐时的大脑。受试者在功能性磁共振成像 (fMRI) 机器中演奏非磁性键盘，该机器会拍摄他们的大脑图像。然后，科学家们将即兴演奏期间的神经活动与演奏记忆乐曲时的神经活动进行比较。林姆还可以在扫描仪中通过外部键盘与音乐家互动，或者像音乐家所说的那样，交流即兴乐句。
以下是林姆在约翰·霍普金斯大学时接受采访的节选。
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科学家为什么要研究创造力？
虽然我认为创造力很了不起，但我并没有把它捧上神坛。 我将其视为一种非常正常的生物过程，有些人能够将其提升到极其深刻的水平，但从根本上来说，它是人类文明以及我们如何进步的基本要求。 它渗透到人类生活的方方面面。 我不认为有哪种特质比创造力更能促使我们作为一个物种进化。
从科学的角度来看：如果这是一种生物行为，如果人类是具有创造力的生物，我们真的应该像研究任何其他复杂的生物行为一样研究它。 此外，由于它似乎很重要，不仅对艺术很重要，对生活也很重要，因此我们可能应该更好地理解它。
为什么即兴演奏是研究创造力的理想活动？
创造力有很多种形式。 对于科学研究而言，你真正需要的是原型创造性行为，要意识到它并不能代表所有的创造性行为。 写小说是一种创造性行为，但在 fMRI 扫描仪中很难做到这一点，而且需要一年左右才能完成的事情很难研究。 音乐即兴演奏是自发的。 时间尺度相对简洁，这意味着每次你这样做时，你都可以合理地将其限制在一个时间框架内，并期待获得艺术相关的结果。 这对音乐家来说是一项自然的任务。 因此，时间尺度对于科学实验来说是自然的。
在尝试按需召唤创造力时，您面临哪些挑战？ 音乐家通常不会在科学实验室里找到缪斯女神。
音乐家是自我选择的一群人。 我没有强迫他们参与。 他们都很喜欢这个想法。 这种体验在前一两分钟是陌生的，然后就变得出奇地舒适。 你在一个管子里，里面很黑，你只有耳机——这几乎就像一个感觉剥夺室，你唯一做的事情就是弹钢琴。 这真是一个奇怪的弹钢琴环境，但没有什么可以分散你的注意力。 事实上，我认为在这种环境中，音乐非常令人欣慰，因为它是这个环境中唯一正常的事情。 我们使用的钢琴音质不是最好的。 那个房间里非常吵。 但没有音乐家抱怨，他们都弹得很好。 有时音乐家会感到尴尬，因为他们无法像平时那样演奏，但在我看来，他们演奏得非常好。
请告诉我们您在实验中使用的键盘，以及您如何使其适应 fMRI 工作。
这样做主要的问题是人体工程学和磁性。 你必须有一个键盘，当你躺在一个狭窄的管子里时，它也能工作。 我自己多次进入扫描仪，思考使这项工作顺利进行的最佳方法。 我们决定钢琴应该放在你的腿上，你的手在你面前呈自然的倾斜角度，但你的眼睛——因为你是躺着的——不能向下看。 我们使用了镜子，所以你向上看一面镜子，这面镜子指向另一面指向键盘的镜子。 最后，即使你直视前方，你也在看着你的手。
管子的尺寸使得我们只能有 35 个琴键。 我想把它们做成全尺寸，这样演奏者就会感觉比较自然。 我当时与一位设计 MRI 兼容设备的工程师合作，他和我大概把这个设备运送到全国各地 10 次来调整它。 这是一个为期两年的过程。 我们必须设计的是一个 MIDI 键盘——用于乐器数字接口——这样钢琴就不会发出声音。 每次你按下一个音符，它都会向计算机发送一条数字消息，说明按下了某个音符。 我使用了一个名为 Logic Pro 的程序，它有一个钢琴模拟器。 当你按下某个音符时，计算机程序会通过耳机播放该音符。 当你这样做时，感觉非常像你在自然地弹钢琴。
在创造力过程中，大脑在神经学上会发生什么？
就我的研究表明，创造力是一项全脑活动。 当你在做一些有创造性的事情时，你正在调动你大脑的各个方面。 在即兴演奏过程中，大脑的前额叶皮层会发生有趣的活动转变，其中称为外侧前额叶区域的广大区域会关闭，基本上是为了让你对前额叶皮层产生明显的抑制作用。 这些区域参与有意识的自我监控、自我抑制以及评估你即将实施的行为的正确与错误。 与此同时，我们看到前额叶皮层的另一个区域——内侧前额叶皮层——开启。 这是大脑中参与自我表达和自传叙事的焦点区域。 它是所谓的默认网络的一部分。 它与自我意识有关。
您的工作对教育有什么影响？
如果我们能够理解大脑中实际发生了什么变化，从而可能减少有意识的自我监控——这是许多专业音乐家正在做的事情，也是业余音乐家无法做到的事情——那么，当有人试图学习成为即兴演奏者时，这是一个非常有趣的目标，值得考虑。 我认为这对于描述是什么产生了出色的即兴演奏，以及专家们自然而然地做了什么具有启示意义。 教师如何利用这一点并将其运用到课程中是完全不同的另一回事，但我认为这里有值得思考的东西。
许多研究人员目前正在调查创造力。
您认为为什么会出现这种兴趣的汇聚？
我们有一些分析大脑活动和大脑功能的新方法，这些方法使我们能够提出科学家可能无法回答的问题。 我认为这在很大程度上说明了科学家的一般方式。 科学家在很大程度上是一群相当保守的人。 他们不是那种想要回答艺术方面最高风险问题的人。 变量太多，很难解释，而且没有太多资助。 它不是以疾病为基础的，等等。 现在我们看到，好吧，这些是值得提出的合理问题，我们有合理的方法来尝试回答这些问题。 我们需要了解创造力如何影响大脑，以及如何在教育系统中实施创造力，如何鼓励孩子们发挥创造力。
您如何回应那些称 fMRI 研究为高科技颅相学的怀疑论者和批评家？
这是一个有趣的批评。 说头皮的形状是某种特定的形状，和说大脑的某个区域在生理上是活跃的，这两者之间有很大的区别。 我们真正想做的是在艺术家做一些独特的事情时，瞥一眼艺术家的大脑。 请记住，我们使用的这种方法——fMRI——是一种非常非常推断的方法。 它在很多层面上都完全不精确，充其量你只是在推断一种与某种行为模式相关的活动模式。 每种方法都有其内在的局限性，这应该是这样的。 最后，你想要或希望的是，许多不同的方法，而不仅仅是 fMRI，被应用于同一个问题，这样你就可以看到收敛的数据。
然而，我们使用 fMRI 是有原因的。 它向我们展示了很多我们以前从未真正看到过的东西，那就是人类行为以其最复杂的形式实时发生。 但我非常批评任何认为 fMRI 掌握一切答案的人。 使用过它之后，我知道它没有。 另一方面，这并不意味着我们不应该提取我们能够提取的东西。 我的意思是，这是一种很酷的方法。
您的创造力研究对您作为外科医生的工作以及人工耳蜗有什么影响？
事实上，我做我所做的事情的原因是因为我热爱音乐。 这就是我想要成为一名听力专家的原因。 这使我主要治疗听觉的外科疾病。 人工耳蜗植入可能是治疗严重感觉障碍的最佳方法，这意味着目前没有其他感觉像听觉一样可以通过人工耳蜗植入来恢复。 这些东西在技术上令人惊叹。 然而，它们也非常有限。 它们最令人惊叹的地方是为一生中大部分时间都听力正常的人或天生聋哑并通过植入获得听力的人产生语言。
但音乐完全是另一回事。 大多数装有人工耳蜗的人都听不清音乐。 我的大部分研究都致力于尝试了解装有人工耳蜗的聋人在音乐感知方面的局限性。 我希望尝试改进这一点。 这也是我研究的很大一部分。
对我来说，我工作的这两个部分都受到将崇高带给聋人的想法的驱动。 从聋哑到贝多芬第九交响曲的想法非常了不起。 我很乐意能够带某人到达那里。
创造力的关键可能来自对音乐家大脑的成像。 图片来源：Charles J. Limb
您的创造力研究下一步是什么？
“轮流四小节”研究，即我在扫描仪中与音乐家交流即兴乐句，仍在进行中，对自由式说唱歌手的研究也是如此，我相信这代表了有史以来首次对嘻哈音乐的神经科学研究。
我正在进入的下一个真正方向与试图阐明我们对大脑奖励机制及其与创造力关系的研究所关。 为什么我们喜欢有创造力？ 为什么我们喜欢感知创造力？ 当有人即兴演奏时，就快乐或奖励中心而言，会发生什么？ 神经学上的满足感在哪里？ 它如何根据音乐的情感内容而变化？
我一直想知道：为什么我们喜欢悲伤的音乐？ 为什么它让我们感觉更好而不是更糟？ 这是大脑中发生的一种有趣的倒置。 尽管我们试图避免生活中的悲伤，但在艺术，尤其是在音乐中，我们几乎会趋之若鹜。 总的来说，效果非常积极。 即兴演奏也会引起类似的反应：当你自发地创作悲伤的音乐时，你会得到什么？ 你会得到快乐吗？ 愉悦？ 奖励的基础是什么？ 这是我正在努力的方向之一。
对于柯川如何在他的萨克斯管上不断即兴创作杰作，您的最佳答案是什么？
我最好的答案，说实话，是他练习了。 他是一个痴迷者——他痴迷地练习，即使是在演出之后。 他会演出，然后回到他的酒店房间练习。 而且我认为他痴迷于一个远远超出表演的想法，远远超出评论家或听众的想法。 他真正追求的是某种音乐上的完美：拥有一个他以前从未有过的想法的能力，让这个想法深刻，同时能够执行这个想法。 这真是三个了不起的目标。 我认为他知道，他甚至接近目标的唯一方法就是让他的号角一直在嘴边。