本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
环境对智力的影响有多大？几年前，弗吉尼亚大学教授埃里克·特克海默证明，在贫困和混乱的家庭中长大，会抑制智商——没有后天的培养，先天的优势就会消失。那么基因呢？基因也很重要。经过几十年的研究，大多数心理学家都认为，智力在50%到80%之间是遗传的。毕竟，大量研究表明，分开抚养的同卵双胞胎的智商惊人地相似。
2008年密歇根大学发表的一篇论文彻底颠覆了这一切。由苏珊娜·M·杰吉和马丁·布斯克库尔（现就职于马里兰大学）领导的研究人员发现，参与针对工作记忆的短期“认知训练”（使用一种名为n-back任务的简单但困难的游戏）的参与者，提高了一般智力的核心特征，即流体智力。晶体智力随着年龄和经验而提高。相比之下，流体智力是在不依赖先前知识的情况下，对新情况产生洞察力、解决新问题和感知新模式的能力。几十年来，研究人员认为流体智力在成年期是不可改变的，因为它主要由基因决定。2008年的研究结果表明情况并非如此：通过一些认知训练，人们可以提高流体智力，从而变得更聪明。
这让我想到了一篇最近发表在Neuroscience期刊上的全新论文，作者是多伦多国防研究与发展中心的研究员，兼多伦多大学士嘉堡分校心理学系的兼职助理教授奥辛·瓦尔塔尼安。在这项研究中，瓦尔塔尼安及其团队询问，工作记忆训练是否能提高在发散思维测试（称为“替代用途任务”）中的表现。心理学研究表明，发散思维“加载”于工作记忆，这意味着当人们进行发散思维任务时，他们的工作记忆容量会相应地被调用。如果认知训练加强了工作记忆，那么参与者应该提高他们在发散思维任务中的表现。研究人员还想知道工作记忆训练如何在神经层面影响参与者。也就是说，参与短期工作记忆训练是否与在“替代用途任务”期间更高的“神经效率”相关？鉴于发散思维与创造力有关，这也揭示了工作记忆训练对提高创造力的影响。
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为了回答这些问题，瓦尔塔尼安及其团队聚集了34名参与者，并将他们随机分配到实验组或对照组。在研究的第一部分，研究人员使用瑞文高级渐进矩阵（RAPM）测量了流体智力，这是自1930年代以来标准化测试的标志。它们是视觉类比问题，由两个具有三个形状的模式和一个具有两个形状的第三个模式组成。任务是从一组备选项中选择缺失的形状以完成第三个三元组，从而匹配整体模式。参与者在认知训练之前和之后立即完成尽可能多的RAPM问题（十分钟内），以便研究人员可以计算流体智力的可能提高。
在研究的认知训练部分，参与者在不同的日子参加了三个训练课程。实验组的参与者完成了n-back任务。以下是它的工作原理。在显示器上，参与者看到一系列字母以每两秒半一次的频率在同一位置闪烁。他们的任务是指出字母是否重复。第一级很简单，因为参与者必须在每次看到字母在连续两次试验中重复时（例如，K后跟K）按下空格键。第二级变得更难——参与者必须在每次看到与前两次试验中出现的字母匹配的字母时按下空格键。在第三级，这变得更加困难，他们必须与前三次试验进行匹配决策。与此同时，对照组的参与者完成了一项4选1反应时任务，该任务控制了任务参与度。
在RAPM和认知训练之后，每位参与者都躺在fMRI扫描仪中，并完成了“替代用途任务”，他们在其中为常见物体生成新颖的用途。例如，想象一下研究人员要求您生成砖块的用途列表。您可以使用砖块来建造房屋，但更具创造性的解决方案可能是使用砖块来支撑打开的门。替代用途任务的目的是测试发散思维，这是创造力的重要组成部分。在瓦尔塔尼安的研究中，参与者有12秒的时间来生成常见物体的用途，并有3秒的时间使用兼容MRI的键盘输入他们的回答。他们重复了这项任务20次试验。
瓦尔塔尼安及其同事研究人员发现，结果在很大程度上证实了最初的假设。首先，与对照组相比，实验组的RAPM得分有所提高，证实了先前的研究，即认知训练可以提高流体智力。然而，他们没有发现两组在“替代用途任务”中生成的用途数量方面存在差异。换句话说，完成n-back任务的参与者在发散思维方面的得分并未更高，这表明训练工作记忆并不能提高发散思维。
最引人注目的发现是在神经学层面。即，在实验组中，“替代用途任务”生成阶段期间，与发散思维相关的大脑区域，即腹外侧和背外侧前额叶皮层的激活程度要低得多。这意味着，即使工作记忆训练和随后的流体智力提升并未转移到“替代用途任务”的更好表现上，但在发散思维过程中，参与认知训练的参与者在神经上更有效率。换句话说，就像长跑运动员更有效地使用他的肺和肌肉一样，与对照组的参与者相比，练习n-back任务的参与者在发散思维任务中使用了更少的神经资源。
此外，流体智力的提高预测了右腹外侧前额叶皮层的较低激活。然而，瓦尔塔尼安在最近的一封电子邮件中提醒我，结果是相关的。“在工作记忆训练和神经效率之间建立因果联系需要更多的实验。”
目前尚不清楚工作记忆训练的收益是否“转移”到其他任务。研究人员知道，训练工作记忆可以提高工作记忆容量。问题是，工作记忆训练是否像锻炼身体一样全面提高认知表现。瓦尔塔尼安说，这种转移效应的可靠证据是“每个人都在追求的圣杯”，尽管他澄清说，并非每个实验室都发现n-back任务会导致流体智力的提高。
这一切都引出了一个问题：智力到底是什么？我在一开始就说过，智力具有遗传成分，但环境也起着至关重要的作用。当然，这比这更复杂。考虑一下弗林效应。它表明，自1930年以来，世界许多地区的智商分数一直在上升。是人们变得更聪明了，还是他们只是更擅长参加智商测试？智商是智力衡量标准的观点正在衰落。是的，智商与以后的生活成功相关，但不清楚它到底衡量的是什么。使这些疑问复杂化的是多元智力的问题。像哈佛大学的霍华德·加德纳这样的研究人员认为，智力不是像头脑中的黑匣子那样的单一事物，而是一系列不同的心理能力。这对我来说很有意义——我可以写关于认知科学的文章，但微积分问题让我不寒而栗——但支持这种推理路线的证据零星分散。
另一个有争议的研究领域涉及发散思维和创造力之间的关系。心理学家历来将发散思维等同于创造力，因为发散思维是关于为单个问题生成多种解决方案、自由流动的思维和原创性。这是正确的，但与智力一样，这种范式并没有解决创造力首先是什么的问题。如今，越来越多的研究人员认为，在发散思维任务中的表现仅仅是创造力大饼中的一小块。这就是为什么许多创造力研究人员都在倡导更广泛的创造力定义，以及摒弃存在创造力“类型”的想法，这是一种错误的暗示，即人们要么有创造力，要么没有创造力。
这些研究人员之一是斯科特·巴里·考夫曼，纽约大学心理学系兼职教授，以及即将出版的《天赋不足：重新定义智力》的作者。“突破性的创造力需要多年的积累深厚的知识库，从中你可以汲取灵感来建立新颖的联系，”考夫曼向我解释道。“由于发散思维测试非常依赖工作记忆和流体推理，它们不允许人们将他们丰富的生命经验带入任务中。心理学家们错过了一大块他们的创造潜力，因为创造力可以通过多种方式体现出来。仅仅根据一次脱离背景的测试来判断一个人的智力或创造力，你就是在忽视这个人独特的头脑，以及当允许这个头脑在更长的时间内以自己的方式表达自己时，展现令人难以置信的认知能力的可能性。”
智力和创造力是我们心理学中棘手的组成部分。研究它们很困难，定义它们甚至更难。但认知科学的总体趋势是积极的。像瓦尔塔尼安和考夫曼这样的研究人员正在通过创新研究和新鲜的想法来拓宽我们对智力和创造力的概念。这至关重要。教育的未来不仅取决于政策，还取决于我们对大脑如何学习、产生洞察力和解决问题的了解。“理想情况下，在教育和其他应用环境中，我们应该有能力在一些核心能力上训练个体，然后观察许多目标活动中的表现提升，”瓦尔塔尼安说。“要实现这一点，我们首先需要很好地理解促成期望结果的核心能力，然后我们需要区分哪些可以训练，哪些不能训练。”
图片来源：雷纳托·加诺萨