其次，從認知心理學(xué)角度，我們的好奇心如何定義？在“好奇本質(zhì)上究竟是一種愉快/不愉快的狀態(tài)”問(wèn)題上，文中兩組實(shí)驗數據顯示了相反的結論。這或許和問(wèn)題設定、數據采集分析等等不確定因素相關(guān)，但我覺(jué)得更為重要的是，以目前的fMRI技術(shù)手段，研究好奇心是確定可行的嗎？也許我們應該改變問(wèn)題的發(fā)問(wèn)方式——問(wèn)題并非“究竟是大腦的哪一片區域可以操縱好奇”，更好的問(wèn)題應該是“大腦是如何形成好奇感的”，是什么樣的機制和流程導致了好奇感的發(fā)生。
文/Mario Livio
譯/斬光
校對/喬琦
原文/nautil.us/issue/52/the-hive/why-curiosity-can-be-both-painful-and-pleasurable
本文基于創(chuàng )作共同協(xié)議（BY-NC），由斬光在利維坦發(fā)布
十字架步甲。圖源：Fine Art America
一則達爾文的奇聞趣事完美體現了好奇心的巨大威力。
1828年，達爾文去了劍橋大學(xué)讀書(shū)，一入校，他就成了一名狂熱的甲蟲(chóng)收集者。有一天，他扯下了一棵枯樹(shù)的外皮，發(fā)現了兩只步甲，然后一手捉了一只。就在這時(shí)，他突然看到了一只稀有的十字架步甲（crucifix ground beetle）。達爾文一只都不想放過(guò)，于是就把一只步甲猛地塞進(jìn)嘴里，好騰出手去捉那只稀有的。這場(chǎng)奇葩的冒險結局可不怎么美妙。達爾文嘴里的那只步甲立刻釋放出一股刺激性化學(xué)物質(zhì)，迫使他呸地一聲吐了出來(lái)。結果，三只步甲都趁機逃之夭夭。
盡管結局令人失望，但這個(gè)故事的確證明了好奇心那不可阻擋的吸引力。而同時(shí)，好奇也可能是一種令人焦慮而不快的體驗。這兩種好奇的狀態(tài)能同時(shí)存在于大腦中嗎？
自1990年代初以來(lái)，神經(jīng)科學(xué)家的研究里就多了一種威力強大的新武器。這件武器讓他們能夠對懷有好奇心的大腦實(shí)時(shí)成像。這就是功能磁共振成像（fMRI）技術(shù)，它能使研究者檢查大腦在特定心智活動(dòng)中，究竟是哪一塊區域被激活了。這項技術(shù)的原理是：當大腦中某塊區域活動(dòng)劇烈時(shí)，神經(jīng)元活動(dòng)的能量需求迫使大量血液流向那個(gè)區域。由此，只要拍下血流變化的瞬時(shí)照片，大腦內部的工作情況就能詳細記錄下來(lái)了。而血氧水平依賴(lài)對比技術(shù)（blood-oxygen-level-dependent ，BOLD）讓我們得以拍下照片——含氧血（動(dòng)脈血，即流向大腦活動(dòng)區域的血液）與缺氧血（靜脈血，即流出大腦活動(dòng)區域的血液）的磁場(chǎng)性質(zhì)不同，而這種相對的差異可以成像。與其他認知研究手段結合起來(lái)的時(shí)候，fMRI為好奇心的研究提供了一個(gè)新維度。目前，好幾項頗具原創(chuàng )性和影響力的神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗，已經(jīng)提升了我們對“好奇”的神經(jīng)生理學(xué)機理的理解。
2009年的一項試探性研究中，加州理工學(xué)院的Min Jeong Kang，Colin Camerer以及他們的同事，使用fMRI探索了好奇心理的神經(jīng)回路。他們使用fRMI技術(shù)掃描了19個(gè)人的大腦，邊掃描邊向他們提出40個(gè)冷知識問(wèn)題。這些問(wèn)題內容涵蓋各個(gè)方面，科學(xué)家們精心把它們組合出來(lái)，以激起被試對特定知識的不同程度的好奇心。比如，一個(gè)問(wèn)題問(wèn)道：“什么樂(lè )器發(fā)明出來(lái)是為了模擬人的聲音？”再比如，另一個(gè)問(wèn)題：“距太陽(yáng)最近的恒星叫什么？”被試按順序挨個(gè)閱讀問(wèn)題，并猜出答案（如果他們不知道答案的話(huà)），給自己想要知道正確答案的好奇程度打分，最后評估自己對答案的確信程度。在實(shí)驗的第二階段，每個(gè)被試再次看到那些問(wèn)題，只不過(guò)這次馬上就給出正確答案。
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（或許你也很好奇這兩個(gè)問(wèn)題的答案，那么我就告訴你第一個(gè)問(wèn)題的答案是小提琴，第二個(gè)問(wèn)題的答案是比鄰星。）
結果證明，以對答案的不確定性為橫軸，好奇的程度為縱軸，那么好奇心是一個(gè)倒U形的函數。也就是說(shuō)，很確定和很不確定的時(shí)候，人們都不怎么好奇，位于二者之間時(shí)人們最好奇。
（papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=1308286）
fMRI圖像顯示，當被試報告自己好奇心比較濃時(shí)，大腦的左尾狀核（the left caudate）和前額皮質(zhì)區域（the bilateral prefrontal cortex）被顯著(zhù)激活了——我們已知，人們在期待犒賞刺激時(shí)這兩塊區域會(huì )被激活。通俗地說(shuō)，這種期待就是一出你渴望已久的好戲大幕拉開(kāi)之前的那種感覺(jué)。也有研究證明，在慈善捐款或者看到壞人惡有惡報之時(shí)，左尾狀核也會(huì )被激活。事實(shí)上，這兩種情境也可歸為犒賞刺激。
圖源：LA Johnson/NPR
這么一來(lái)，Kang和同事們的發(fā)現就說(shuō)明，對知識的好奇心會(huì )引發(fā)一種對獎勵的期待，這表明，我們的大腦認為，知識和信息的獲取本身就是有價(jià)值的。然而，令人驚訝的是，大腦中的伏隔核（the nucleus accumbens）卻沒(méi)有在這個(gè)實(shí)驗中被激活。人們認為，伏隔核在大腦的犒賞和愉悅回路中起著(zhù)中樞作用，也是犒賞期待實(shí)驗中最穩定的大腦激活區域。研究者還發(fā)現，當正確答案揭曉時(shí)，被試大腦中被顯著(zhù)激活的區域通常與學(xué)習、記憶、語(yǔ)言的理解和產(chǎn)出有關(guān)，比如額下回。而且，當被試猜錯了答案，后來(lái)公布正確答案時(shí)這塊區域的活躍程度尤其厲害。這就說(shuō)明，如果被試一開(kāi)始做錯了題，那么之后他就會(huì )對正確答案記得更清楚。
隨后的行為研究實(shí)驗證明，在第一輪實(shí)驗中表現出來(lái)的高度好奇心，使人能在10天之后對那些出人意料的答案回憶得更清楚。這個(gè)結果絲毫不令人意外，因為人們通常認為，當一個(gè)錯誤被糾正時(shí)——尤其是在你特別關(guān)心的話(huà)題之上——人們所獲得的正確信息更有價(jià)值，對于學(xué)習的潛在好處也越大。但是，實(shí)驗結果的另一方面，即展示正確答案沒(méi)有顯著(zhù)激活大腦中通常被認為是獲得犒賞后被激活的區域，卻多少有些讓人百思不得其解。
此時(shí)，我們應該想起，幾乎所有的神經(jīng)影像學(xué)研究都不可避免地受不確定性之苦。雖然fMRI的確能夠顯示出大腦被激活的區域，就本實(shí)驗來(lái)說(shuō)，至少那些知識性好奇區域被激活了（也即那些與犒賞期待有關(guān)的區域），但是某些被激活的區域功能很廣，比如左尾狀核和前額皮質(zhì)在許多情況下都會(huì )被激活。結果就是，我們上邊所做的那些推斷，即好奇心和犒賞期待之間的內在聯(lián)系就頗站不住腳了，因為這根本就算不上認知心理學(xué)中的可靠證據。
圖源：Behance
為了進(jìn)一步鞏固自己的研究成果，Kang和合作者們進(jìn)行了一項附加實(shí)驗，用以區分真正的犒賞期待和一般的注意力提升（前人研究證明，注意力提升也能激活左尾狀核）。新實(shí)驗包含兩種條件。在第一組中，被試要回答50道問(wèn)題（比上次實(shí)驗的40道還多了10道），手里有25枚代幣，他可以隨時(shí)花掉一枚代幣來(lái)獲得某一道題的正確答案。因為代幣的數量恰好是總問(wèn)題數的一半，這就意味著(zhù)，被試每在某一道題上花了代幣，就意味著(zhù)有一道題不能花代幣。
而在第二組中，被試可以決定花5到25秒來(lái)等待正確答案出現，也可以毫不等待，立刻跳到下一題并錯過(guò)上道題的正確答案。不管是花掉代幣，還是耗費時(shí)間等待，被試都付出了一定的成本。結果顯示，花掉代幣和時(shí)間與表現出來(lái)的好奇心程度強烈相關(guān)。由于人們傾向于投資時(shí)間和金錢(qián)在那些他們認為有回報的事物上，這個(gè)結果就相當有力地佐證了這一觀(guān)點(diǎn)——好奇心是一種對犒賞的期待。
（journals.sagepub.com/doi/abs/10.1111/j.1467-9280.2009.02402.x）
圖源：New Scientist
總而言之，若不考慮其他可能，Kang和同事們的前沿工作的確證明了，對特定知識的好奇可以看作是一種對于犒賞的期待，只不過(guò)這種犒賞是信息。該實(shí)驗還附帶證明了，對于很感興趣卻一開(kāi)始就回答錯誤的問(wèn)題，后來(lái)會(huì )把正確的答案記得更清楚。這暗示著(zhù)好奇心增進(jìn)了學(xué)習的潛力。這些發(fā)現為改善教學(xué)方法和提升信息交流效率提供了很多重要線(xiàn)索。
與Kang和同事們的重大發(fā)現同等重要的是，他們遺留下來(lái)的諸多尚待解決的問(wèn)題。他們僅僅研究了一種好奇心，即所謂的特定知識好奇心，這種好奇心會(huì )被一些冷知識一般的問(wèn)題激發(fā)出來(lái)。大腦對于其他刺激會(huì )有相似的響應嗎？比如新奇、驚喜，或僅僅是想避免無(wú)聊。這種響應是否依賴(lài)于刺激的形式？比如說(shuō)，我們閱讀圖片產(chǎn)生的好奇心和閱讀文字產(chǎn)生的好奇心有什么不同，大腦里的過(guò)程是一樣的嗎？2012年發(fā)表的一項研究試圖回答以上某些迷人的問(wèn)題。
當人們感到好奇的時(shí)候掃描他們的大腦，這無(wú)疑是一個(gè)激動(dòng)人心的實(shí)驗。但你怎么問(wèn)出來(lái)某人好奇的準確程度呢？要求被試自己評估好奇程度，比如說(shuō)，1分到5分，肯定會(huì )帶來(lái)一定程度的主觀(guān)隨意性。荷蘭萊頓大學(xué)的認知科學(xué)家Marieke Jepma和她的團隊采用了一種不同于Kang團隊的挑起被試好奇心的方法。
圖源：WiffleGif
Jepma決定將研究重點(diǎn)集中在感知好奇心上面——一種由新奇、驚喜、模棱兩可的事物或現象挑起的好奇心。他們最終選用了模棱兩可刺激源來(lái)煽動(dòng)好奇心的微微之火，而這種類(lèi)型的好奇心有多種可能的解釋。Jepma團隊使用fMRI掃描了19位被試的大腦，這些被試正在看各種平常事物的模糊圖片，比如一輛巴士、一臺手風(fēng)琴，都模糊得難以辨認。為了操縱感知好奇心的觸發(fā)和滿(mǎn)足，Jepma和同事們機智地使用了模糊和清晰圖片的4種組合（如下圖所示）：一幅模糊的圖片緊接著(zhù)一幅對應的清晰圖片；一幅模糊的圖片緊接著(zhù)一幅毫不相關(guān)的清晰圖片；一幅清晰的圖片緊接著(zhù)一幅對應的模糊圖片；一幅清晰的圖片緊接著(zhù)一幅完全相同的清晰圖片。這么一來(lái)，被試就完全無(wú)法預判下一幅圖是什么，也不清楚他們對模糊圖片的真相的好奇心能否得到滿(mǎn)足。
（www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3277937/）
每組實(shí)驗會(huì )先播放一幅圖片5秒鐘，然后等待0.5秒之后播放另一幅圖片。組與組之間間隔1~9秒。圖源：frontiersin.org
Jepma的研究是學(xué)界最早嘗試揭示感知好奇心神經(jīng)回路的實(shí)驗之一，所以實(shí)驗結果無(wú)疑激起了大家廣泛的興趣，而Jepma也沒(méi)讓大家失望。首先，Jepma團隊發(fā)現，感知好奇心激活了大腦中已知對不愉快情境敏感的區域（當然，這一區域也會(huì )對其他情況敏感）。這與信息間隙理論（information-gap theory）的預期一致——感知好奇心看起來(lái)產(chǎn)生了一種需要未被滿(mǎn)足的負面情感，類(lèi)似饑渴那種。
第二，研究者發(fā)現，感知好奇心的滿(mǎn)足激活了已知的犒賞回路。這些發(fā)現再次與信息間隙理論一致：焦慮狀態(tài)標志著(zhù)感知好奇心的觸發(fā)，通過(guò)提供人們渴望的信息來(lái)終結或者緩解這種焦慮狀態(tài)，會(huì )被大腦識別為一種犒賞。簡(jiǎn)而言之，處于感知好奇狀態(tài)的人有點(diǎn)像是缺衣少食、求之不得，而滿(mǎn)足某人的好奇心則可比作享受了一番好酒好菜、和諧的性愛(ài)。
Jepma和合作者們還揭示了第三點(diǎn)有趣的事實(shí)：感知好奇心的激發(fā)和滿(mǎn)足過(guò)程提升了無(wú)意記憶（就是那種不刻意去記就記住的東西），該過(guò)程伴隨著(zhù)海馬體的激活，而海馬體一貫被認為與學(xué)習有關(guān)。這就為如下猜想提供了額外的證據：激發(fā)好奇心不僅能夠有力地刺激探索欲望，同時(shí)也能增強學(xué)習效果。
圖源：Imgur
Jepma和Kang的實(shí)驗結果之間的不同之處——而非相同之處——格外發(fā)人深思。Jepma的發(fā)現與“好奇本質(zhì)上是一種不愉快的狀態(tài)” 相一致（盡管不能說(shuō)證明了這一點(diǎn)），而Kang的發(fā)現與“好奇本質(zhì)上是一種愉快的狀態(tài)”相一致（也稱(chēng)不上是證明）。我們如何調和這兩種看似水火不容的結論呢？
首先，正如我之前提到的，Jepma的研究方向集中在感知好奇心領(lǐng)域，而這種好奇心的刺激源是模棱兩可、古古怪怪、令人費解的。更準確地說(shuō)，由模糊圖片激發(fā)的好奇心可被描述為特定感知好奇心——因為被試人員對于某幅特定的模糊圖片究竟代表何物感到好奇。另一方面，Kang和合作者用具體的問(wèn)題激發(fā)好奇心并研究這種好奇狀態(tài)，他們實(shí)質(zhì)上是在研究特定知識好奇心的根基——人類(lèi)對于特定知識的智性需求。如此看來(lái)，這兩個(gè)研究似乎意味著(zhù)，好奇心的不同側面或者不同機制能夠牽扯到（至少是部分牽扯到）大腦的不同區域，也能夠表現出截然不同的心理狀態(tài)。
如果上述推斷得到確認，那么這種推斷就為Jordan Litman的二元設想提供了證據。Litman認為存在兩種好奇心：一種命名為I-好奇心，這是一種與興趣（Interest）有關(guān)的愉快感覺(jué)；一種命名為D-好奇心，一種因為沒(méi)有獲得特定信息而導致的匱乏感（Deprivation）。結合上述兩人的研究結果以及Litman的概念區分，我們或許能得到一種印象：感知好奇心本質(zhì)上應該被歸類(lèi)于D-好奇心，而知識好奇心主要是I-好奇心。
這種區分也與認知科學(xué)家Jacqueline Gottlieb、Celeste Kidd、Pierre-Yves Oudeyer提出的猜想一致：“與其使用一種反復優(yōu)化的過(guò)程來(lái)描述……不如說(shuō)好奇心飽含著(zhù)一大類(lèi)機制，既有與新奇、驚喜有關(guān)的簡(jiǎn)單啟發(fā)，又有長(cháng)時(shí)間尺度上對學(xué)習進(jìn)步的衡量?！?/span>
這并不一定意味著(zhù)，不同種類(lèi)的好奇心調用的是完全不同的腦區。不同類(lèi)型的好奇心雖然也可能調用一些共同的腦區（比如與期待有關(guān)的腦區），但激活的卻是不同的腦回路和神經(jīng)遞質(zhì)——而且我們也不要忘了，所有的大腦功能都不是完全孤立的，而是有一定程度的連通性。
圖源：Giphy
Jepma和同事們謹慎地聲明，由于他們和Kang團隊的研究中存在一些不確定因素，所以人們就不能從中得出肯定的結論。比如說(shuō)，Kang的實(shí)驗中，冷知識問(wèn)題的后面總是跟著(zhù)正確答案，那么我們就不能完全確定，特定大腦區域的激活究竟反映的是對某種反饋的普遍期待，還是對正確答案的好奇，還是兩者兼有。這也正是Jepma團隊采用了4種圖片組合的原因：他們不想每次都緩解模糊圖片帶來(lái)的不確定感，所以有時(shí)候會(huì )展示一幅毫不相干的清晰圖片。這種故意的區分使得研究者能將不同的大腦激活區分開(kāi)來(lái)——一種是對于圖片中事物究竟是什么的好奇，一種是對于某種反饋的期待，這種反饋也許將揭示模糊圖片的真相。
然而，與此同時(shí)，Jepma的團隊也認識到自己的實(shí)驗設計出現了新的瑕疵：只有一半的測試中清晰的圖片會(huì )披露出來(lái)，這使實(shí)驗結果的闡釋變得含糊不清了。具體來(lái)說(shuō)，我們不可能將被試體驗到的兩種不確定性區分開(kāi)來(lái)——一種是對于“模糊圖片究竟是什么”的好奇心，一種是對于“下一張圖片究竟會(huì )不會(huì )是模糊圖片”對應的好奇。
Kang和Jepma實(shí)驗中固有的局限性充分說(shuō)明了認知心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的研究真是難做。大腦是如此復雜的硬件，心智又是如此構造精巧、令人費解的軟件，這讓那些即便是最精心設計的實(shí)驗也免不了留下一些不可預測的漏洞。
但Jepma的實(shí)驗仍然給我留下了深刻的印象，我非常好奇是什么誘發(fā)她做了這個(gè)實(shí)驗，她接下來(lái)又做了什么?！澳銥槭裁匆芯亢闷嫘?？”我在Skype里問(wèn)她。
“我那時(shí)正在研究探索未知和利用已知這兩者之間的矛盾，”她解釋道，“如果你已經(jīng)對某事物知之甚詳，那么你利用它；如果你對其知之甚少，那么就探索它。我對于利用和探索引導人類(lèi)做決策的過(guò)程很感興趣?！彪m然聽(tīng)起來(lái)是個(gè)完美的答案，但她沒(méi)有完全回答我的問(wèn)題，所以我追問(wèn)道，“然后呢？”
“嗯，我意識到，推動(dòng)探索的一項主要動(dòng)機是好奇心，所以我就開(kāi)始對好奇心感興趣。令我驚訝的是，雖然好奇心這么重要，但在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域里面，有關(guān)好奇心的研究幾近于無(wú)。”
“你接下來(lái)又做了什么尚未發(fā)表的工作？”
她微微一笑?！澳阍趺床碌降?？我還做了一項初步研究，想要檢驗人們是否會(huì )為了滿(mǎn)足好奇心而去忍受肉體疼痛。”
“他們會(huì )嗎？”
“不是所有人都愿意，”她回答，“但總有一些愿意?！?/span>
達爾文，這個(gè)把甲蟲(chóng)含進(jìn)嘴里的家伙，毫無(wú)疑問(wèn)名列其中。
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