A.达尔文的趣闻轶事集中体现了有创造力的人的好奇心。1828年达尔文来到剑桥时，他成了一名狂热的甲虫收藏家。有一次，他从一棵死树上剥下树皮后，发现了两只地甲虫，两只手各抓一只。在那一刻，他看到了一只罕见的十字架地甲虫。为了不想失去任何一只甲虫，他用嘴咬了一只甲虫，为这种稀有物种腾出了一只手。那次特别的冒险没有好的结局。达尔文嘴里的甲虫释放出一种刺激性的化学物质，他被迫将其吐出，显然在这个过程中三只甲虫全部消失了。尽管结果令人失望，但这个故事确实展示了好奇心不可抗拒的吸引力。但好奇心也可能是一种焦虑和不愉快的经历。这两种状态在大脑中同时存在吗？
大脑对新奇、惊奇或简单的避免无聊的欲望的刺激有类似的反应吗？
90年代初以来，神经学家已经添加了一个功能强大的新工具，以他们的研究兵工厂，一个是从字面上使他们能够像好奇心行动在大脑中。功能性磁共振成像（fMRI）是一个程序，使研究人员能够检查它们中特定的心理过程激活的大脑区域。该技术依赖于，当脑的特定区域被集中使用的，需要在增加血液流入该区域的神经活动的结果的能量的事实。工作脑因此可以详细通过利用中的血流的变化快照，使用血氧水平依赖（BOLD）对比的该含氧血液具有从缺氧血和相对不同的磁特性的事实映射差可以被成像。当与补充的认知研究相结合，功能磁共振成像提供了一个新的层面的好奇心研究。一些神经科学实验已经在推进我们的好奇心神经生理学基础的理解尤其是创新性和影响力。
我n的2009年开创性的调查，加州理工学院的研究人员郑民康，科林·卡梅拉和他们的同事使用功能磁共振成像与识别的好奇神经通路的目标。科学家进行的测试中，他们扫描了19人的功能磁共振成像的大脑，而这些人赠送了40个小问题。这些问题，在各种各样的题目，进行了特别挑选，以便创造的高和低特定认知的好奇心，那就是，在具体知识的兴趣多样化的混合物。有一个问题问，“被发明什么乐器听起来像一个人唱歌？”另外，“什么是星系的名称是地球的一部分？”参与者被要求依次读出一个问题，想答案（如果他们没有真正了解它），评价他们的好奇心，找出正确答案，并指出它们如何有信心在他们的猜测。在第二阶段，每个受试者看到的问题再次出现，紧接着是正确的答案。（如果你是好奇，答案与第一样本问题是小提琴;所述第二，所述银河）所报告的好奇心被发现是不确定性的倒U形的功能。
满足一个人的好奇心与具有美食，好葡萄酒或良好性行为的好奇心相当。
功能磁共振成像显示，在对自我报告的高度好奇做出反应时，大脑中被显著激活的区域包括左尾状核和双侧前额叶皮质（PFC）——已知这些区域在预期奖励刺激时会被激活。这种期待是你在一出你想看很久的戏开演前的一种感觉。左侧尾状核也被证明在慈善捐赠行为和惩罚不公平行为时被激活，这两种行为都被认为是有益的。因此，Kang和她的同事的发现与认知好奇心（即对知识的渴求）引发对奖赏状态的预期的想法是一致的，这表明获取知识和信息在我们的头脑中具有价值。然而，有点令人惊讶的是，在Kang和她的同事的实验中，被认为在奖赏和愉悦回路中起核心作用（也是奖赏预期中最可靠的激活区域之一）的大脑结构伏隔核没有被激活。研究人员还发现，当向受试者揭示正确答案时，大脑中显著活跃的区域通常与学习、记忆和语言理解和产生有关（如额叶下回）。值得注意的是，当参与者看到他们之前猜错的问题的答案时，激活被发现比跟随正确的猜测时更有效。受试者在最初出错时，对正确答案的记忆也增强了。随后的一项行为研究表明，即使在10天之后，第一阶段的好奇心越高，对意外答案的回忆也会越好。这一结果可能是意料之中的，因为当一个错误被纠正时，信息被认为更有价值，学习的潜力也更大（关于你真正感兴趣的话题）。另一方面，正确答案的呈现并没有显著激活传统上已知的对接受奖励做出反应的其他大脑区域，这一事实有些令人费解。
我们应该记住，有一个不确定性几乎不可避免地困扰着所有的神经影像学研究。虽然功能磁共振确实可以描绘出大脑中至少在某种形式的认知好奇心被诱导时活跃的区域（正如刚才所讨论的，这些区域被发现是与预期奖励相关的区域），但这些区域（如左尾状核和PFC）在其他各种大脑功能中也被激活。因此，如果没有来自认知心理学的支持性证据，好奇心和奖赏预期之间的推断联系将相当薄弱。
为了进一步巩固他们的研究结果，康和她的合作者进行了额外的测试，精心制作，以便在真正的奖励预期和提高注意力的简单功能（也发现，发现在以前的实验中也被发现激活左侧尾部）。新实验有两个组件。在一个，研究人员允许受试者在25个令牌中的任何时间上花费，以找到50个问题之一的正确答案（10个问题被添加到原件40）。由于令牌的数量仅相当于问题数量的一半，因此含义是通过在特定答案上支出令牌，主题正在选择放弃另一个。在实验的第二个条件下，受试者可以决定在五到25秒之间进行答案，或者他们可以退出等待和跳到下一个问题，从而遗漏了前面的问题的正确答案。这两个行动（花费令牌或等待答案）都以一定的成本，资源或时间。结果表明，花费令牌或时间与表达的好奇心密切相关。这一结果大大加强了对好奇心的解释作为奖励的预期，因为人们通常更倾向于投资（任何时间或金钱），他们预期的项目或行动是有益的。
总的来说，尽管存在剩余的不确定性，但康和她的同事的开创性工作表明，特定认识的好奇心与预期被视为奖励的信息有关。额外的调查结果表明，响应于最初好奇但是错误的难以加强记忆，表明好奇心增强了学习的潜力。这一发现可以为改善教学方法和更有效地传达信息的重要线索。
然而，尽管Kang和她的合作者的工作具有开创性，但仍有许多问题没有答案。特别是，这项研究只探索了一种好奇心特有的认知，这种认知预计会被诸如琐事问题之类的基于知识的催化剂所激发。大脑对新奇、惊奇或简单的避免无聊的欲望的刺激有类似的反应吗？反应是否取决于刺激的形式？例如，当我们通过检查图像而不是阅读文本而变得好奇时，大脑中的过程是否相同？2012年发表的一项研究试图解决其中一些有趣的问题。
s罐装人们的大脑，而他们变得好奇肯定提供了一个令人兴奋的实验。但是你究竟要求别人好奇？甚至要求参与者评价他们的好奇心（例如，在1-5个规模上）肯定会引入一定数量的主观歧义。荷兰莱顿大学的认知科学家Marieke Jepma和她的团队使用了一种不同的方法，从康和同事中使用了不同的方法来袭击她的主题的好奇心。具体而言，Jepma决定将她的注意力集中在感知的好奇心 - 新颖，令人惊讶或暧昧或暧昧的物体或现象所引起的机制。这个想法是用诸如型刺激的好奇心的余烬，对许多解释开放的类型。因此，研究人员扫描（使用FMRI）19名参与者的大脑，他们被示出了各种常见物体的模糊，例如总线或手风琴，这难以模糊地识别。为了操纵感知性好奇心的触发和缓解，Jepma和她的同事巧妙地使用了四种不同的模糊和清晰图片的组合（下图说明了组合的组合）：一个模糊的图片，然后是其相应的清晰图片;一个模糊的图片，然后是完全无关的清晰图片;清晰的图片，然后是其相应的模糊图片; and a clear picture followed by an identical clear picture. The subjects, therefore, never knew what to expect or whether their curiosity about the identity of the object would be relieved.
由于Jepma的研究是最早试图证明感知好奇心的神经关联的实验之一，结果肯定会引起极大的兴趣，而且他们没有让人失望。首先，杰普玛和她的合作者发现，感知好奇心激活了大脑中已知对不愉快条件敏感的区域(即使不是只对那些条件敏感)。这与信息缺口理论的预期一致——感性的好奇心似乎会产生一种消极的需要和剥夺感，类似于口渴。
其次，研究人员观察到，感知性好奇心激活的已知奖励电路的浮雕。这些发现再次符合思想，即通过提供所需的信息 - 或至少减少其强度的感知性好奇心的遇险状态的想法是由思想的奖励所察觉的。简单地放置，感知性好奇有点像被剥夺，冲突或饥饿。满足一个人的好奇心与具有美食，好葡萄酒或良好性行为的好奇心相当。
杰普玛和她的合作者发现了第三个有趣的事实:感知好奇心的诱导和减少可以增强偶然记忆(无需真正努力就能形成的记忆)，并且伴随着海马体的激活，海马体是一种被认为与学习有关的大脑结构。这一发现为以下猜想提供了额外的支持:激发好奇心不仅是激发探索的有效策略，也是加强学习的有效策略。
凯特琳·詹纳和我们的认知失调
午夜时分，在中非雨林的某个地方，一只黑猩猩正在分娩。不久之后，当太阳升起时，母亲和新生儿坐在那里，在朋友和亲戚的咖啡闲聊中发呆。在某种程度上，不可避免地……阅读更多
Jepma的研究结果与Kang及其同事的研究结果之间的差异，而不是相似之处，尤其令人深思。杰普玛的发现与好奇心基本上是一种令人不快的状态（尽管不是证据）大体一致，而康的发现与好奇心基本上是一种令人愉悦的状态（但同样不是证据）一致。我们如何调和这些看似不一致的结论？
首先，正如我已经注意到的那样，Jepma的研究表明，旨在调查感知性好奇心 - 通过模糊，奇数或令人讨厌的刺激刺激的好奇心。甚至更确切地说，模糊图像引起的好奇心机制可以表征为特定感知，因为参与主题很好地了解所代表的特定模糊图像。另一方面，通过检查琐事问题引发的好奇心，康和她的合作者的学习主要探讨了特定认识的好奇心的基材 - 对特定知识的智力欲望。因此，这两项研究似乎暗示了不同的刻面或好奇心的机制可能涉及（至少部分地）脑的单独区域，并且可能表现为不同的心理状态。
如果得到证实，这一解释将支持Jordan Litman的二元或双重假设。Litman提出了他所谓的“I-curiosity”和“D-curiosity”的存在，I-curiosity是一种与兴趣相关的愉悦情绪，而D-curiosity是一种由于无法获得某些信息而产生的被剥夺感。将神经科学的结果与Litman的概念相结合，我们可以得出这样的印象:感性的好奇心应该主要归为d型，而认知的好奇心基本上属于i型。这一新出现的图景也与认知科学家杰奎琳·戈特利布、塞莱斯特·基德和皮埃尔-伊夫·Oudeyer的假设一致，即“与其使用单一的优化过程……好奇心是由一系列机制组成的，其中包括与新颖性/惊喜相关的简单启发式，以及在更长的时间尺度上的学习进展度量。”这并不一定意味着不同种类的好奇心使用完全不同的大脑区域。不同类型的好奇心可能涉及一些共同的大脑核心(比如负责预期感觉的区域)，但也可能在一定程度上激活独立的电路和化学物质，尽管所有的大脑操作都有一定程度的功能连接。
有一个不确定性几乎不可避免地困扰着所有的神经影像学研究。
然而，Jepma和她的同事们谨慎地注意到，他们和康和她的合作者的研究中存在的一些不确定性不允许一个人吸引明确的结论。例如，由于在康实验中，琐事问题始终是正确的答案，并不完全清楚特定脑成分的激活是否反映了某种类型的反馈的一般预期，好奇心关于具体的正确答案或两者的组合。这恰恰是为什么Jepma的团队有时选择不减轻模糊图像引起的不确定性，有时展示了完全不相关的清晰图像。这种刻意的差异化允许研究人员将好奇心的激活分开，这些激活是通过通过这些形式的反馈的预期来分离图像中的物体的性质，这可能是未围捕模糊的图片。
然而，与此同时，Jepma的团队承认，在自己的实验中，只有一半的试验中揭示了清晰的形象的事实引入了对结果解释的额外歧义。具体而言，不可能确定参与者在多大程度上经历了关于图像的实际身份的不确定性（以及由此好奇心），而不是对不确定的情况，而不是关于是否最终显示出清晰的图像（或两者的混合物）。
Kang和Jepma实验中的这些固有的局限性用于说明真正的认知心理和神经科学的研究如何。大脑是如此复杂的硬件，甚至最仔细计划的实验甚至是最仔细规划的实验，这是一个非常精致的和令人难以置信的软件的头脑始终为不可预测的空间留下一些空间。
尽管如此，杰普玛的实验给我留下了深刻的印象，以至于我变得非常好奇，想知道是什么导致了这一结果，以及接下来会发生什么（如果有的话）。“你为什么决定研究好奇心？”我在一次Skype对话中问她。
“我在研究开发和探索之间的两难选择，”她解释道。“你利用你已经知道的东西，在你知道很少的时候进行探索。我对开发和探索如何引导和指导你的决策过程感兴趣。”
虽然这很有道理，但它仍然不是我问题的完整答案，所以我坚持。“然后呢？”
“嗯，我意识到探索的主要动机是好奇心，所以我就是这样进入的。令我惊讶的是，我发现在神经科学方面对好奇心的研究很少，尽管它非常重要。”
“你做过任何额外的工作，也许尚未发布吗？”
她笑了。“你是怎么猜到的？我做了一项初步研究，以测试个人是否愿意忍受甚至身体上的疼痛来缓解他们的好奇心。”
“他们?”
“不是所有的人愿意吃苦，”她说，“但也有少数人。”
毫无疑问，嘴里叼着甲虫的达尔文也将是其中之一。
马里奥·里维奥是一位天体物理学家和畅销书作家。他的书包括全国畅销书大错特错和为什么？是什么让我们好奇。
从为什么？：什么让我们好奇马里奥·利维奥。版权所有©2017年由马里奥·利维奥。由西蒙与舒斯特公司的授权转载
