早期格式塔心理学家认为顿悟问题解决是基于对整个问题的重构。“啊哈体验”的出现意味着对问题相关内容的一些基本假设进行重新思考从而想出解决方法,该过程是以相对突然、难以预料的方式出现的(Kohler,1925；Scheerer,1963).近一个世纪以来,认知心理学家以人和动物为研究对象,探索着顿悟问题解决的加工过程(Kohler,1925；Scheerer,1963；Kaplan＆Simon,1990；MacGregor等,2001)。虽然研究者从不同的角度提出了多种理论,试图对顿悟的认知机制进行解释,但目前仍未达成共识。近来在前人研究的基础上,提出了原型启发及其关键启发信息激活理论(张庆林,2004，2005)。该理论认为,顿悟过程是一个原型启发的过程,“原型启发”是顿悟的核心成分。在解决顿悟问题的思考过程中,如果能够在大脑中激活恰当的原型及其所包含的关键性启发信息,那么顿悟就能够发生。这也是本研究所采用的“顿悟”的定义。这里所谓的“原型”,是指能对目前的顿悟问题解决起到启发作用的认知事件,它可能是实验操纵中主试提供的“原型问题”在被试头脑中的表征,也可能是被试头脑中已有的相关问题的解决策略,还可能是被试在解决当前顿悟问题过程中发现的有启发作用的线索。由于原型中所包含的信息很多,并不一定对当前顿悟问题的解决都具有启发作用,因此原型事件中所包含的对于解决当前顿悟问题最具决定性和指导性的启发信息才是解决顿悟问题的关键,我们把它称为“关键启发信息”。这里所说的“激活”是指在解决当前问题时想到了原型。而“启发”,则是指将原型事件的关键性启发信息用以指引当前问题空间的启发式搜索,从而促使当前顿悟问题的顺利解决。这一理论更符合现实生活中的创造性思维本质。Wallas(1926)所提出的“四阶段论”包括了准备期、酝酿期、豁朗期和验证期。该理论对顿悟问题解决过程的划分,得到了心理学家广泛的认同。然而很少有研究者对这四个阶段进行系统的探讨,已有的研究多是针对其中一个或两个阶段从行为或脑机制方面来考察。而关于原型启发理论的探讨,也多集中于原型启发是如何影响顿悟问题解决的,却没有对其过程分阶段进行研究。因此本研究试图对原型启发的四个阶段进行整体系统的探讨。同时,有关顿悟现象的研究由于任务问题太少、种类不同和难度太高而受到限制,因此需要大量相同类别、不同难度的问题。而字谜问题正好满足了数量多,难度不同的要求,同时解决字谜问题需要打破传统阅读固有的定势,相当于顿悟需要的重构。因此本研究在原型激活理论的指导下,统一采用中国传统字谜作为实验材料,首次尝试运用不同的研究手段(行为、ERP和fMRI),分四个阶段系统考察了原型启发下的字谜顿悟问题解决过程。本研究划分为三个研究阶段：第一阶段是对字谜问题解决过程中准备阶段的脑机制进行研究,一共包含了三个实验。实验一采用“学习-测试”两阶段实验范式,借助功能核磁共振成像(fMRI)技术手段系统地考察了顿悟问题呈现前准备阶段的大脑机制。研究结果显示,在准备阶段,成功解决顿悟字谜较之于解决一般基线字谜,皮质所激活的脑区主要有枕叶、舌回和脑岛的部分区域。其中枕叶区域的激活可能参与了对原型中关键启发信息的视觉或语音语义加工的准备；舌回和脑岛的激活可能参与了语义加工和关键信息整合加工的准备。实验二在实验一的实验范式基础上,加入了“啊哈体验”的及时评价,借助于事件相关电位技术(Event-related potentials,ERP)手段,从更微观的角度出发,系统地考察了准备阶段的神经生理学基础。ERP研究结果显示,在准备阶段的200-450ms和450-600ms时间窗口下,有顿悟比基线条件下诱发出一个更加正性的ERP偏转。偶极子溯源分析的结果显示,前一个正成分大概起源于楔前叶,可能与启发式信息提取前的准备有关；后者可能起源于扣带后回和左侧额中回,我们认为PCC的激活可能与注意和非执行控制功能有关,额中回可能与维持信息以及对接下来理解谜面隐藏意思的认知准备有关。实验三采用新颖的“测试——学习——再测试”三阶段实验范式,借助ERP技术手段考察了进程中的准备阶段。结果显示,准备阶段1(所有刺激呈现前的准备)在1000-1500ms时间窗口下,有顿悟比无顿悟诱发出更负的ERP偏转,该负成分可能起源于扣带后回、内侧前额叶和楔前叶。我们推测PCC和楔前叶区域组成了一个神经网络,负责对记忆和当前信息的整合加工；而内侧前额叶可能参与了主观的心理准备努力,对接下来刺激呈现后的注意资源进行调节分配。准备阶段2(学习原型字谜前的准备)在150-850ms和950-1500ms时间窗口下,有顿悟比无顿悟诱发出一个更加负性的ERP偏转。偶极子溯源分析发现,较早期(300-750ms)和晚期(1100-1500 ms)产生负成分的部位主要是在扣带前回。我们推测ACC激活主要与监控抑制无关思维、将注意力集中到即将出现的问题上,为原型信息与问题信息相整合等心理准备有关。在准备阶段3(第二次测试前的准备)没有发现有顿悟与无顿悟之间有显著差异。第二个研究阶段关注于字谜问题解决过程中酝酿阶段的认知机制。实验四采用“多对多”的“测试——学习——再测试”三阶段实验范式,对顿悟问题解决过程中的酝酿效应进行了探索。在预实验中,探索了检验酝酿效应恰当的实验范式、酝酿时间、实验材料等因素。在正式实验中,考察了因素1酝酿期与原型学习的相对位置,因素2酝酿期间完成任务的性质和因素3字谜难度对酝酿效应的影响。结果发现,字谜问题原型启发中的酝酿效应,随着解决问题的时程变化而表现出不同的效果——3秒的时候,听音乐组在解决高难度的字谜上表现出酝酿效应,此时在原型学习后加入酝酿期的成绩明显好于其他两组；15秒的时候,听音乐组在解决高难度的字谜上,酝酿期放于原型学习前时表现为明显的促进效应,但此时认知任务组在解决中等难度的字谜上,酝酿期放于原型学习后时表现为明显的抑制效应；60秒的时候,听音乐组不再出现酝酿效应,而认知任务组在难度和位置的交互作用上发现了抑制效应。第三个阶段考察了明朗、验证阶段对顿悟原型启发影响的脑机制。我们让被试判断FOK,将问题解决过程分为几个时程,随后又呈现了两次答案反馈。通过这种新的实验范式来考察明朗、验证阶段对顿悟原型启发影响的脑机制。结果发现,在300-700ms内,“有顿悟”比“无顿悟”的明朗阶段诱发出一个更加负性的ERP成分,该负成分可能起源于楔前叶和右侧中央前回,我们推测在很大程度上反映了被试在顿悟前头脑中已激活了相应的原型启发信息(情景记忆),正进行大量新旧信息间的关联并重建问题表征。验证阶段发现,FRN的起源可能接近于ACC附近,体现了外界反馈与期望不一致的认知冲突,强度在波幅上有所反映；P300可能反映了对评价结果的情绪加工,波幅可能体现了情绪的强弱程度。