陳念劬

(南通大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院,江蘇 南通 226000)

好奇,尤其是知識(shí)好奇(epistemic curiosity)在人們的日常學(xué)習(xí)和生活中扮演著重要的角色。在過去的幾十年里,大量的實(shí)證研究已經(jīng)證實(shí)好奇可以促進(jìn)學(xué)習(xí)、改善認(rèn)知、激發(fā)創(chuàng)造,甚至緩解焦慮(Baer et al.,2012;Hardy et al.,2017;Hagtvedt et al.,2019;Harrison &Dossinger,2017;Gruber et al.,2019;Kashdan &Roberts,2006)。從理論探討到問卷調(diào)查,從行為實(shí)驗(yàn)到神經(jīng)生理研究,有些研究者關(guān)注好奇的特質(zhì)性,有些研究者強(qiáng)調(diào)好奇狀態(tài)性(Berlyne,1954;Cervera et al.,2020;Kashdan &Ficham,2004;Litman &Silvia,2006;Loewenstein,1994;Murayama et al.,2019)。但經(jīng)常被研究者們忽視的一點(diǎn)是——好奇是在變化發(fā)展的,它會(huì)隨著經(jīng)驗(yàn)的積累和腦的發(fā)育不斷變化和發(fā)展。因此,本文將從動(dòng)態(tài)發(fā)展的視角看待好奇,以反饋循環(huán)模型為框架,探討從好奇發(fā)生到好奇滿足的神經(jīng)生理機(jī)制。首先對(duì)好奇的概念進(jìn)行辨析和界定。隨后,對(duì)構(gòu)成好奇反饋循環(huán)模型的各個(gè)階段進(jìn)行闡述。接著,對(duì)好奇在個(gè)體生命周期中的變化與發(fā)展進(jìn)行總結(jié)。最后,對(duì)基于該模型的未來研究提出建議。

1 好奇的概念界定

構(gòu)建一個(gè)關(guān)于好奇的整合模型遇到的第一個(gè)問題就是以往文獻(xiàn)對(duì)好奇的概念界定并不清晰。19 世紀(jì)末,James (1891)認(rèn)為好奇是為了適應(yīng)生存而演化出來的主動(dòng)探索環(huán)境的本能。半個(gè)多世紀(jì)后,Berlyne (1954)用驅(qū)力減少理論(drive reduction theory)來解釋好奇,認(rèn)為好奇是一種對(duì)信息的渴望,就像饑餓一樣,需要被滿足。驅(qū)力減少理論最早由Hull (1943)提出,他認(rèn)為驅(qū)力是一種動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu),通過給機(jī)體力量或能量引發(fā)行為,以滿足需求,進(jìn)而減弱驅(qū)力。Berlyne (1957)認(rèn)為好奇是一種令人厭惡的狀態(tài),新異性和不確定性會(huì)引起好奇。而信息尋求行為的目的就是解決不確定性,從而解除這種令人厭惡的狀態(tài)。此外,Berlyne(1954)還把好奇分成了知識(shí)好奇(epistemic curiosity)和知覺好奇(perceptual curiosity)。其中,知識(shí)好奇是對(duì)知識(shí)信息的渴望,主要適用于成年人類;知覺好奇是對(duì)新異性感官刺激的渴望,除成年人類外,在動(dòng)物和人類嬰兒中也有所表現(xiàn)。正是這種渴望,驅(qū)動(dòng)著個(gè)體的一系列探索行為。在提出好奇的驅(qū)力減少理論后,Berlyne (1970)又指出好奇遵循最佳喚醒原則,刺激新異度太高會(huì)導(dǎo)致焦慮,太低會(huì)導(dǎo)致無聊,只有新異度居中時(shí)好奇水平最高,愉悅度也最高。這似乎與他先前的描述相矛盾,一是按照“驅(qū)力減少理論”,驅(qū)力應(yīng)該隨著刺激的新異程度增加而單調(diào)遞增,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)更多的信息尋求行為;二是新異刺激造成的驅(qū)力增加對(duì)應(yīng)的是厭惡情緒,那么愉悅情緒從何而來。若從動(dòng)態(tài)過程角度看待好奇,這兩個(gè)矛盾似乎就迎刃而解了。首先,好奇的發(fā)生是有條件的,當(dāng)刺激引起的喚醒度太高或太低時(shí)誘發(fā)的便不是好奇,或者說不單純是好奇,其它動(dòng)機(jī)的產(chǎn)生會(huì)削弱信息尋求行為。另外,新異性和不確定性促使驅(qū)力增加而引起厭惡情緒,這和隨著新異性和不確定性降低促使驅(qū)力減少而帶來愉悅情緒,兩種情緒發(fā)生的時(shí)間節(jié)點(diǎn)不同,并不存在沖突。

到了1994 年,Loewenstein (1994)提出了“信息缺口”理論(information-gap theory),認(rèn)為信息缺口會(huì)引發(fā)好奇。例如不確定性、新異性、復(fù)雜性、意外性等,這些能引發(fā)好奇的特性,本質(zhì)上都與先驗(yàn)知識(shí)的局限性有關(guān),會(huì)使個(gè)體產(chǎn)生信息缺口。Loewenstein (1994)認(rèn)為好奇是感知到信息缺口而形成的認(rèn)知?jiǎng)儕Z。與驅(qū)力理論一樣,信息缺口理論認(rèn)為好奇為信息尋求提供動(dòng)力,目的是消除信息缺口帶來的厭惡狀態(tài)。Loewenstein (1994)還指出,信息本身的價(jià)值就足以驅(qū)動(dòng)個(gè)體的信息尋求行為,哪怕這些信息并不服務(wù)于其它的即時(shí)目標(biāo)。

于是,Oudeyer 等人(2016)明確將好奇歸到內(nèi)部動(dòng)機(jī)的概念框架之下,認(rèn)為好奇是一種內(nèi)部動(dòng)機(jī)。Ryan 和Deci (2000)將內(nèi)部動(dòng)機(jī)定義為“驅(qū)動(dòng)個(gè)體為了樂趣或挑戰(zhàn)而非外在物品、壓力或獎(jiǎng)勵(lì)而產(chǎn)生行為的動(dòng)力。個(gè)體為了內(nèi)在的滿足而做一件事,享受的是活動(dòng)本身而不是它的工具價(jià)值?！迸c內(nèi)部動(dòng)機(jī)不同,“外部動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的活動(dòng)具有明顯的目的性,為的是獲得活動(dòng)之外的工具性結(jié)果?！眱烧叩膮^(qū)別在于是否具有工具性目的。好奇符合內(nèi)部動(dòng)機(jī)的特點(diǎn),目標(biāo)信息本身的價(jià)值就足夠產(chǎn)生信息尋求,而無須附加其它的工具性價(jià)值(Bennett et al.,2016;Lau et al.,2020;Marvin &Shohamy,2016;Oosterwijk et al.,2020)。

以上關(guān)于好奇的定義更多是把好奇當(dāng)作暫時(shí)的狀態(tài)來理解,是個(gè)體針對(duì)環(huán)境特征所表達(dá)的瞬間體驗(yàn),即具有狀態(tài)性。也有一些研究者認(rèn)為好奇還是一種會(huì)持續(xù)對(duì)新知識(shí)或新經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生渴望的性格傾向,即具有特質(zhì)性(Kashdan &Ficham,2004;Litman &Silvia,2006),并據(jù)此開發(fā)了一系列關(guān)于好奇的測(cè)量工具,包括《興趣/剝奪型知識(shí)好奇量表》(I/D type Epistemic Curiosity Scale;Litman,2008)、《好奇和探索清單Ⅱ》(Curiosity and Exploration Inventory Ⅱ,CEI -Ⅱ;Kashdan et al.,2009)、《五維度好奇量表》(Five-Dimensional Curiosity Scale,5DC;Kashdan et al.,2018)等。這些測(cè)量工具通常涉及三個(gè)方面的問題：對(duì)信息的渴望程度(動(dòng)機(jī))、信息尋求行為發(fā)生的強(qiáng)度(行為)以及信息尋求時(shí)的情緒狀態(tài)(情緒)。

可以看到的是,在這些對(duì)好奇的界定中,涉及到動(dòng)機(jī)、行為和情緒——如減少不確定性的動(dòng)機(jī),尋求信息的行為,對(duì)信息缺口的厭惡或是面對(duì)新異刺激的愉悅等,它們似乎都反映了好奇。

但問題是,好奇的本質(zhì)是什么?想要深入探討好奇,必須有一個(gè)更為清晰的界定。雖然表達(dá)有所不同,但大多數(shù)研究者都認(rèn)為好奇能為信息尋求提供動(dòng)力(Berlyne,1954;Loewenstein,1994;Oudeyer et al.,2016),即好奇的本質(zhì)是動(dòng)機(jī),而且是以獲得信息本身而非其它附加價(jià)值為目標(biāo)的內(nèi)部動(dòng)機(jī)。結(jié)合Loewenstein 的信息缺口理論,本文想要探討的好奇是個(gè)體感知到信息缺口后產(chǎn)生的內(nèi)部動(dòng)機(jī)。好奇作為信息尋求的其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)力而存在。情緒伴隨著好奇的產(chǎn)生而產(chǎn)生,隨著行為和行為結(jié)果的變化而變化。正如從扳機(jī)扣動(dòng)到射中目標(biāo)是一個(gè)過程,行為(信息尋求等)和情緒(厭惡、愉悅、無聊等)就是好奇這個(gè)扳機(jī)扣動(dòng)后引發(fā)的一系列可能的狀態(tài)和結(jié)果。想象一下,在日常生活中,當(dāng)你表達(dá)“我很好奇”的時(shí)候,更多想要傳達(dá)的可能是“我想知道”這樣一種狀態(tài),而“想知道”反映的是動(dòng)機(jī)。而動(dòng)機(jī)發(fā)生就必然存在動(dòng)機(jī)的滿足或不滿足,從好奇發(fā)生到好奇滿足,究竟會(huì)經(jīng)歷一個(gè)怎樣的過程,本文將在下一部分進(jìn)行闡述。

2 好奇在短時(shí)反饋循環(huán)中的變化與影響

雖然好奇本質(zhì)上是動(dòng)機(jī),但好奇動(dòng)機(jī)是一系列好奇相關(guān)事件的開端,這個(gè)開端又會(huì)受到后續(xù)事件結(jié)果的影響,也就是說,從好奇發(fā)生到好奇滿足構(gòu)成了一個(gè)反饋回路(feedback loop)。這個(gè)反饋回路主要包括“感知信息缺口-好奇發(fā)生-控制的價(jià)值評(píng)估-信息尋求-好奇滿足-信息整合”六個(gè)階段,該結(jié)構(gòu)與Murayama 等人(2019)的知識(shí)獲取的獎(jiǎng)勵(lì)性學(xué)習(xí)框架(reward-learning framework of knowledge acquisition)基本一致。Murayama 認(rèn)為可持續(xù)的知識(shí)獲取從意識(shí)到知識(shí)缺口開始,之后個(gè)體會(huì)發(fā)起信息尋求行為,直到獲取相應(yīng)知識(shí)感受到獎(jiǎng)勵(lì),進(jìn)一步強(qiáng)化了信息尋求行為,同時(shí)知識(shí)庫擴(kuò)增使得人們更容易探測(cè)到知識(shí)缺口。另外,Gruber 和Ranganath (2019)的預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)、好奇、探索(prediction,appraisal,curiosity,and exploration,PACE)模型認(rèn)為好奇始于預(yù)測(cè)偏差,接著個(gè)體對(duì)該偏差指向的未來信息進(jìn)行價(jià)值評(píng)估,進(jìn)而引發(fā)好奇和探索行為,并最終促進(jìn)學(xué)習(xí)和記憶。獎(jiǎng)勵(lì)性學(xué)習(xí)框架關(guān)注的是知識(shí)獲取的過程,認(rèn)為“好奇”、“興趣”、“吃驚”等只是人們對(duì)知識(shí)獲取過程中產(chǎn)生的各種體驗(yàn)的事后解釋。PACE 模型認(rèn)為好奇是信息價(jià)值評(píng)估的結(jié)果,強(qiáng)調(diào)好奇對(duì)記憶的影響。本文認(rèn)為好奇的本質(zhì)是知識(shí)獲取行為發(fā)生的主要?jiǎng)恿?關(guān)注的是好奇的動(dòng)態(tài)變化性。

無論具體表達(dá)如何,以上模型本質(zhì)上均源于強(qiáng)化學(xué)習(xí)(reinforcement learning,RL)模型(Rescorla,1972;Sutton &Barto,1998)。所謂RL,研究的是自然和人工系統(tǒng)如何在環(huán)境中學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)結(jié)果,并進(jìn)行行為優(yōu)化的過程。RL 的關(guān)鍵是通過強(qiáng)化物改變行為和動(dòng)機(jī)。該理論脫胎于心理學(xué),目前被廣泛用于經(jīng)濟(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域(Sutton &Barto,2018)。與一般RL 相比,好奇誘發(fā)信息尋求最重要的特點(diǎn)在于強(qiáng)化物是滿足好奇的信息本身。

本文在闡述好奇的反饋循環(huán)模型時(shí),將重點(diǎn)放在了每個(gè)階段的神經(jīng)生理機(jī)制上。模型將好奇定位在內(nèi)部動(dòng)機(jī)上,把信息尋求行為作為好奇的誘發(fā)結(jié)果、情緒作為好奇的伴生產(chǎn)物,強(qiáng)調(diào)好奇的動(dòng)態(tài)變化性(見圖1a)。根據(jù)Loewenstein (1994)的信息缺口理論,個(gè)體感知到信息缺口產(chǎn)生厭惡感,為緩解這種情緒,個(gè)體對(duì)信息(獎(jiǎng)勵(lì))產(chǎn)生渴望,即產(chǎn)生好奇動(dòng)機(jī)?；诋?dāng)前環(huán)境、過往經(jīng)驗(yàn),個(gè)體根據(jù)當(dāng)前活動(dòng)狀態(tài)或潛在行為(如信息尋求)的預(yù)期結(jié)果進(jìn)行控制的價(jià)值(value of control)評(píng)估,即評(píng)估接下來的行為需要施加多少控制和如何施加控制,以決定是否發(fā)起信息尋求。信息尋求對(duì)應(yīng)不同的結(jié)果：信息獲取成功,好奇滿足;信息獲取失敗,好奇未滿足。此階段也會(huì)伴隨各種情緒的產(chǎn)生(di Leo et al.,2019;Vogl et al.,2019)。由于有新信息的輸入,個(gè)體的狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變,并成為控制價(jià)值評(píng)估的線索,進(jìn)而影響新一輪的信息尋求行為。好奇滿足意味著信息獎(jiǎng)勵(lì)獲得,往往會(huì)增加個(gè)體對(duì)新信息的期望價(jià)值和行為有效性的估計(jì),進(jìn)而強(qiáng)化信息尋求行為。而信息的進(jìn)一步整合帶來先驗(yàn)知識(shí)的擴(kuò)展,擴(kuò)展的先驗(yàn)知識(shí)使個(gè)體更易于意識(shí)到新的信息缺口,激發(fā)新的信息尋求行為。此過程形成了一個(gè)正反饋循環(huán),有助于可持續(xù)的知識(shí)獲取。反之,信息獲取失敗,正反饋循環(huán)就此打斷。需要注意的是,我們?nèi)菀装押闷鏉M足簡(jiǎn)單地理解為好奇任務(wù)中目標(biāo)信息的呈現(xiàn)。事實(shí)上,在真實(shí)情境中,信息尋求過程是動(dòng)態(tài)的,尋求結(jié)果也是動(dòng)態(tài)的,所有縮小或擴(kuò)大信息缺口的信息都會(huì)引發(fā)個(gè)體狀態(tài)的改變,導(dǎo)致好奇的滿足或不滿足。

本文與獎(jiǎng)勵(lì)性學(xué)習(xí)模型(Murayama et al.,2019)最大的區(qū)別在于融入了Shenhav 等人(2013,2016)的“控制的期望價(jià)值”(expected value of control,EVC)模型。之所以做此融合,是因?yàn)閺暮闷鎰?dòng)機(jī)的產(chǎn)生到信息尋求行為的發(fā)生,符合一般行為決策的規(guī)律,遵循神經(jīng)經(jīng)濟(jì)學(xué)(neuroeconomics;Rangel et al.,2008)原理,即信息尋求行為的發(fā)生及策略的選擇取決于一系列神經(jīng)生物學(xué)的價(jià)值計(jì)算結(jié)果(Platt &Plassmann,2014)。EVC 模型對(duì)這種基于動(dòng)機(jī)和獎(jiǎng)勵(lì)的行為決策過程進(jìn)行了概括(圖1b)。需要說明的是,EVC 模型中的控制,也叫認(rèn)知控制(cognitive control),指的是在一些非“自動(dòng)化”的、需要花費(fèi)時(shí)間并付出努力才能完成的任務(wù)中,協(xié)調(diào)行為使其和目標(biāo)一致的能力。主動(dòng)發(fā)起的信息尋求就是一種需要施加控制的行為。在EVC 模型中,背側(cè)扣帶回(dorsal anterior cingulate cortex,dACC)連接著狀態(tài)評(píng)估和行為調(diào)節(jié)。具體來說就是,系統(tǒng)將反映當(dāng)前活動(dòng)狀態(tài)或潛在行為預(yù)期結(jié)果的信號(hào)傳遞給dACC,dACC 綜合預(yù)期獎(jiǎng)勵(lì)和努力成本等信息,計(jì)算得到EVC,決定如何分配控制資源,并將計(jì)算結(jié)果輸出給調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行控制執(zhí)行(Shenhav et al.,2013;Shenhav et al.,2016)。

另外,在整個(gè)RL 過程中,多巴胺(dopamine,DA)系統(tǒng)扮演著重要的角色。投射向不同腦區(qū)的DA,可能具有不同的作用(圖1c)。其中,主要由腹側(cè)被蓋(ventral tegmental area,VTA)和黑質(zhì)(substantia nigra,SN)腹中側(cè)發(fā)出,投射向伏隔核(nucleus accumbens,NAcc;位于腹側(cè)紋狀體,ventral striatum,VS)和前扣帶回(anterior cingulate cortex,ACC)的多巴胺能神經(jīng)元(dopaminergic neurons,DAN),對(duì)強(qiáng)化物的效價(jià)進(jìn)行反應(yīng);而主要從 SN 背外側(cè)和外側(cè)發(fā)出,投射向前額葉(prefrontal cortex,PFC)的DAN,則對(duì)強(qiáng)化物的突顯性進(jìn)行反應(yīng)(Dayan &Niv,2008;Matsumoto &Hikosaka,2009;Ott &Nieder,2019)。因此,有研究者認(rèn)為與效價(jià)有關(guān)的DA 可被用來更新價(jià)值表征,實(shí)現(xiàn)RL;而與突顯性有關(guān)的DA 則預(yù)示著刺激需要獲得的注意量,參與調(diào)節(jié)認(rèn)知控制(Ott &Nieder,2019;Sutton &Barto,2018)。

圖1 好奇的反饋循環(huán)模型及其神經(jīng)生理機(jī)制。(a)好奇的反饋循環(huán)過程。個(gè)體感知到信息缺口形成認(rèn)知?jiǎng)儕Z,引發(fā)厭惡情緒,從而產(chǎn)生對(duì)信息的渴求,即好奇動(dòng)機(jī)。系統(tǒng)對(duì)當(dāng)前狀態(tài)(包括好奇動(dòng)機(jī))進(jìn)行評(píng)估,得到EVC,以決定是否值得發(fā)起信息尋求行為。若認(rèn)知控制的收益大于代價(jià)則發(fā)起控制,進(jìn)行信息尋求。信息尋求成功,好奇滿足。好奇滿足產(chǎn)生的體驗(yàn)重新成為輸入信息,改變當(dāng)前狀態(tài),進(jìn)而影響之后的好奇動(dòng)機(jī)產(chǎn)生及信息尋求發(fā)起。最后,獲得的信息與先驗(yàn)知識(shí)發(fā)生整合,先驗(yàn)知識(shí)得到擴(kuò)展,個(gè)體更容易意識(shí)到新的信息缺口,激發(fā)新的信息尋求行為。此過程形成了一個(gè)正反饋循環(huán),有助于可持續(xù)的知識(shí)獲取。(b)基于動(dòng)機(jī)和獎(jiǎng)勵(lì)的行為決策過程,此圖參考Shenhav 等人(2016)的EVC 模型。反映當(dāng)前活動(dòng)狀態(tài)或潛在行為預(yù)期結(jié)果的信號(hào)傳遞給dACC,dACC 計(jì)算EVC,決定控制資源如何使用,并將計(jì)算結(jié)果輸出給調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)知控制。(c)中腦DA 系統(tǒng)。SN/VTA 位于中腦,是DA 釋放的起源(Ballard et al.,2011;Cervera et al.,2020;Frankle et al.,2006)。其中,從中腦發(fā)出投射至NAcc (屬于VS 區(qū))、ACC、MFC 等區(qū)域的DA 通常反映了實(shí)際接收到的獎(jiǎng)勵(lì)和預(yù)期獎(jiǎng)勵(lì)之間的差異,即RPE。DAN 的活動(dòng)與效價(jià)有關(guān)(獎(jiǎng)勵(lì)使DAN 活動(dòng)性增加,懲罰使DAN 活動(dòng)性降低),且變化快速,因此可被用來更新價(jià)值表征,實(shí)現(xiàn)RL。而從中腦投射向PFC 的DA 與效價(jià)無關(guān),傳遞的是刺激突顯性信號(hào),預(yù)示著刺激需要獲得更多注意,因此對(duì)認(rèn)知控制有促進(jìn)作用。(d)海馬-VTA/SN功能回路。海馬與中腦VTA/SN 的DAN 構(gòu)成了一個(gè)功能回路。DA 在海馬內(nèi)釋放,會(huì)增強(qiáng)LTP,有助于記憶鞏固?？s寫：EVC-控制的期望價(jià)值(expected value of control);OFC-眶額皮質(zhì)(orbitofrontal cortex);dACC-背側(cè)前扣帶回(dorsal anterior cingulate cortex);LPFC-外側(cè)前額葉皮質(zhì)(lateral prefrontal cortex);MC-運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)(motor cortex);LC-藍(lán)斑核(locus coeruleus);DA-多巴胺(dopamine system);VTA-腹側(cè)被蓋(ventral tegmental area);SN-黑質(zhì)(substantia nigra);NAcc-伏隔核(nucleus accumbens);VS-腹側(cè)紋狀體(ventral striatum);MFC-內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)(medial prefrontal cortex);ACC-前扣帶回(anterior cingulate cortex);PFC-前額葉皮質(zhì)(prefrontal cortex);RPE-獎(jiǎng)勵(lì)預(yù)測(cè)偏差(reward prediction error);RL-強(qiáng)化學(xué)習(xí)(reinforcement learning)

而好奇的一個(gè)重要作用——促進(jìn)學(xué)習(xí)和記憶(Gruber et al.,2014;Kang et al.,2009;Marvin &Shohamy,2016),也與DA 系統(tǒng)密切相關(guān)。因?yàn)?參與學(xué)習(xí)和記憶的關(guān)鍵腦區(qū)海馬(hippocampus)與中腦VTA/SN 的DAN 之間存在一個(gè)功能回路(圖1d;Lisman &Grace,2005)。DA 在海馬內(nèi)釋放,會(huì)增強(qiáng)長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(long-term potentiation,LTP),而LTP 是記憶鞏固的關(guān)鍵步驟(Lisman &Grace,2005)。

總之,靜態(tài)地觀察好奇本身存在一定的局限性,把從好奇發(fā)生開始的一系列事件聯(lián)系在一起才能更好地理解好奇的本質(zhì)和作用。接下來,本文將分別對(duì)該模型的各個(gè)階段及各階段的神經(jīng)生理機(jī)制進(jìn)行具體闡述。

2.1 好奇發(fā)生階段

Loewenstein (1994)的信息缺口理論認(rèn)為,好奇的作用與其他驅(qū)動(dòng)力類似,如饑餓促使人們進(jìn)食,而好奇促使人們填補(bǔ)“信息缺口”。少量信息或沖突信息都可以成為一劑啟動(dòng)劑,驅(qū)動(dòng)信息尋求行為。通常情況下,信息缺口與個(gè)體的先驗(yàn)知識(shí)有關(guān),當(dāng)前信息與先驗(yàn)知識(shí)的差異決定了缺口的大小。當(dāng)探知到知識(shí)缺口時(shí),人們就會(huì)主動(dòng)發(fā)起信息尋求行為,以獲取知識(shí)。

也就是說,信息缺口可以引起好奇,先驗(yàn)知識(shí)決定了信息缺口。那么多大的信息缺口是合適的呢?Berlyne,Hebb 等人(Berlyne,1970;Hebb,1955)指出存在一個(gè)最佳的信息不一致水平,并稱其為“最佳喚醒”水平。他們認(rèn)為,不太熟悉也不太新奇的刺激才會(huì)誘發(fā)好奇,極度的不一致導(dǎo)致的是恐懼反應(yīng)而不是探索行為。Kidd 等人(2012)的研究也發(fā)現(xiàn),對(duì)于信息含量很低(高度可預(yù)測(cè))或信息含量很高(高度令人驚訝)的事件,嬰兒移開視線的可能性最大。嬰兒傾向于將注意維持在具有中等信息量的事件上。Kang 等人(2009)在成人身上也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果,個(gè)體對(duì)冷知識(shí)問題答案的好奇與對(duì)答案的信心之間的關(guān)系是一條倒U型曲線,即當(dāng)被試對(duì)答案一無所知或極度自信時(shí),好奇最弱;而當(dāng)被試對(duì)答案模棱兩可時(shí),好奇最強(qiáng)。更強(qiáng)的好奇動(dòng)機(jī)意味著會(huì)啟動(dòng)更多的注意資源投入。這種對(duì)中度不確定性產(chǎn)生最大好奇、投入最多注意的策略可以有效防止人們?cè)谶^于可預(yù)測(cè)或過于復(fù)雜的事件上浪費(fèi)認(rèn)知資源,從而幫助他們最大限度地發(fā)揮學(xué)習(xí)潛能。

參與信息缺口探測(cè)的腦區(qū)主要有兩個(gè)——海馬和ACC (黃騏 等,2021)。海馬在新記憶形成時(shí)參與了新信息的聯(lián)結(jié),在長(zhǎng)時(shí)記憶提取時(shí)參與了對(duì)已存儲(chǔ)信息的索引,而且海馬與情景記憶的建立關(guān)系密切(Squire et al.,2007;Eichenbaum &Cohen,2014)。因此,海馬對(duì)新的或意外的環(huán)境信息極為敏感。這些信息可以通過激活海馬引導(dǎo)接下來的視覺探索(Liu et al.,2017;Voss et al.,2017)。除了新異環(huán)境,認(rèn)知沖突也是信息缺口的一個(gè)重要體現(xiàn)。對(duì)認(rèn)知沖突的監(jiān)控則與ACC 有關(guān)。有研究者認(rèn)為存在一個(gè)沖突監(jiān)控系統(tǒng),用來監(jiān)控信息處理中的沖突發(fā)生,目的是基于沖突大小計(jì)算需要施加的控制,并將此信息傳遞給負(fù)責(zé)控制的中心,其中負(fù)責(zé)沖突監(jiān)控的腦區(qū)正是ACC(Botvinick et al.,2001;Shenhav et al.,2016)。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)給被試呈現(xiàn)模糊圖片(誘發(fā)好奇的材料)時(shí),ACC 的活動(dòng)確實(shí)有所增強(qiáng)(Jepma et al.,2012)。

另外,好奇作為動(dòng)機(jī),具有趨避兩面性,好奇動(dòng)機(jī)“趨”的是信息(獎(jiǎng)勵(lì)),“避”的是信息缺口帶來的負(fù)性情緒。Berlyne (1957)就曾指出好奇是一種令人厭惡的狀態(tài)。Loewenstein (1994)認(rèn)為意識(shí)到信息缺口會(huì)帶來一種剝奪感。Litman (2008)提出的剝奪型好奇(deprivation type curiosity)表明好奇有可能是不被滿足的需求狀態(tài)?？梢?好奇與厭惡情緒相生相伴。最近的實(shí)證研究證實(shí)了這一負(fù)性情緒的存在,van Lieshout,de Lange 等人(2021)用抽獎(jiǎng)任務(wù)對(duì)呈現(xiàn)信息的不確定性進(jìn)行了定量操作,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不確定性越強(qiáng),產(chǎn)生的好奇水平越高,但愉悅度卻降低了。Jepma 等人(2012)用模糊圖片誘發(fā)好奇,激活了前島葉皮層(anterior insular cortex,AIC)。而AIC 與個(gè)體的消極喚醒有關(guān)(如疼痛、厭惡等;Shackman et al.,2011;Singer et al.,2009),說明好奇發(fā)生涉及一種類似厭惡的情緒狀態(tài)。

2.2 信息尋求行為的決策階段

首先,需要說明的是,信息尋求被認(rèn)為是典型好奇誘發(fā)行為。當(dāng)人們感到好奇,即在好奇動(dòng)機(jī)的驅(qū)使下,會(huì)去探索、提問和操縱有趣的物體(Kidd &Hayden,2015),這些均被視作信息尋求。但好奇誘發(fā)的行為不只是信息尋求。例如,當(dāng)一個(gè)人回避劇透(Rosenbaum &Johnson,2015)時(shí),這種回避信息的行為也部分始于好奇動(dòng)機(jī)。此外,信息尋求也并不意味著總是伴隨外顯行為(Murayama et al.,2019)。例如,在課堂教育情境下,知識(shí)可能是由外部提供的,學(xué)生只是被動(dòng)接受者。不過,即便在這種情況下,學(xué)生對(duì)信息的理解依然取決于他對(duì)信息的主動(dòng)處理程度。也就是說,學(xué)生仍然在心理上進(jìn)行信息搜尋,且該過程需要認(rèn)知控制。

2.2.1 信息尋求行為的決策過程

從好奇發(fā)生到信息尋求具有一般行為決策的特點(diǎn)和內(nèi)在機(jī)制(圖1b)。信息尋求行為是否發(fā)出、怎樣發(fā)出是一系列價(jià)值計(jì)算的結(jié)果(Platt &Plassmann,2014;Rangel et al.,2008)。Shenhav 等人(2013,2016)將這種價(jià)值描述為EVC,在需要認(rèn)知控制的任務(wù)中,EVC 整合了以下信息：控制過程的預(yù)期收益,實(shí)現(xiàn)該收益需要投入的控制量,以及認(rèn)知努力需要付出的成本。所以,EVC 代表著控制的凈價(jià)值,用于決定在接下來的行為中控制如何分配。EVC 的估計(jì)發(fā)生在dACC 中,dACC接收來自杏仁核、AIC、OFC、中腦等結(jié)構(gòu)的信號(hào)輸入,這些信號(hào)反映了生物體的當(dāng)前狀態(tài)(如當(dāng)前任務(wù)需求、處理能力、動(dòng)機(jī)狀態(tài)等)和潛在行為結(jié)果的價(jià)值(同時(shí)考慮結(jié)果發(fā)生的可能性和預(yù)期價(jià)值)。上文提到的認(rèn)知沖突只是dACC 處理的眾多信號(hào)之一(Shenhav et al.,2016)。

在好奇相關(guān)的研究中,研究者發(fā)現(xiàn)OFC 可能是對(duì)信息價(jià)值進(jìn)行編碼的腦區(qū)。在一個(gè)好奇交易任務(wù)(curiosity tradeoff task)中,研究者發(fā)現(xiàn)OFC既編碼了賭博的賭注,也編碼了滿足好奇的信息價(jià)值,這些代表價(jià)值高低的信號(hào)被送往了中腦DA 系統(tǒng)(Blanchard et al.,2015;Charpentier et al.,2018)。但對(duì)信息價(jià)值的編碼是否與自然獎(jiǎng)勵(lì)物的編碼一致,研究者們?cè)谟^點(diǎn)上仍有分歧(Cervera et al.,2020)。一項(xiàng)關(guān)于物品選擇任務(wù)的研究可以很好地反映OFC 和ACC 在價(jià)值編碼上的區(qū)別(Shenhav &Buckner,2014)。當(dāng)兩個(gè)物品都具有高價(jià)值,被試必須要選擇其中之一的時(shí)候,相較于兩個(gè)低價(jià)值物品或價(jià)值一高一低的兩個(gè)物品,被試的焦慮水平最高。ACC 的反應(yīng)與焦慮水平一致,沖突越大,激活越強(qiáng)。而OFC 的反應(yīng)只與即將選到的物品價(jià)值有關(guān),價(jià)值越高,激活越強(qiáng)?？梢?OFC 編碼的是預(yù)期的報(bào)酬或獎(jiǎng)勵(lì),而ACC 反映的是任務(wù)需要施加的控制。

當(dāng)dACC 計(jì)算出控制資源的分配方案后,計(jì)算結(jié)果會(huì)輸出給調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行控制的具體執(zhí)行。負(fù)責(zé)接收來自dACC 輸出信號(hào)的腦區(qū)主要有LPFC、運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)、紋狀體、LC 等(Shenhav et al.,2016)。

研究表明,信息缺口激活A(yù)CC 后會(huì)將信號(hào)傳遞給 LPFC,并由 LPFC 決定是否發(fā)起探索行為(Gruber &Ranganath,2019;Gruber &Fandakova,2021)。一項(xiàng)使用冷知識(shí)問題范式的神經(jīng)成像研究發(fā)現(xiàn),與低好奇相比,高好奇相關(guān)的冷知識(shí)問題對(duì)LPFC 的激活更強(qiáng),這可能與高好奇問題擁有更高的EVC 有關(guān)(Kang,et al.,2009;Gruber et al.,2014;Ligneul et al.,2018)。其他好奇研究也顯示,當(dāng)面對(duì)高不確定性圖片時(shí),LPFC 活動(dòng)更強(qiáng)(Jepma et al.,2012)。去甲腎上腺素能系統(tǒng)(noradrenergic system)中合成去甲腎上腺素(norepinephrine,NE)的部位——LC 也參與了好奇的響應(yīng)(Gompf et al.,2010)。面對(duì)不可預(yù)測(cè)的、不確定的刺激時(shí)表現(xiàn)出的瞳孔擴(kuò)張反映的就是LC 的活動(dòng)(Joshi et al.,2016;Payzan-LeNestour et al.,2013)。

值得注意的是,信息尋求行為通常始于好奇,但好奇并不必然會(huì)引起信息尋求行為,好奇只是信息尋求的動(dòng)機(jī)之一。有時(shí)候“想知道”不意味著人們會(huì)采取行動(dòng)“去知道”。從EVC 模型可以看出,發(fā)出一個(gè)行為是一系列成本-收益分析的結(jié)果。鑒于好奇的內(nèi)部動(dòng)機(jī)特性,滿足好奇的信息本身就具有獎(jiǎng)勵(lì)性質(zhì),無須附加其它工具性價(jià)值就對(duì)信息尋求有驅(qū)動(dòng)作用。眾多研究也都支持了這一觀點(diǎn),為了獲得滿足好奇動(dòng)機(jī)的信息,人們甚至愿意付出一些代價(jià)(如貨幣成本、時(shí)間成本、電擊等;Bennett et al.,2016;Lau et al.,2020;Marvin &Shohamy,2016)。但這些信息除了滿足好奇外,可能還具有其它的附加價(jià)值。例如,信息可能擁有不同的情緒效價(jià),對(duì)信息情緒效價(jià)的預(yù)期也會(huì)影響信息尋求行為(Hertwig &Engel,2016)。Charpentier等人(2018)的研究表明,當(dāng)被試可能獲得的信息為負(fù)性(有金錢損失)時(shí),他們的信息尋求行為會(huì)減少。不過,也有研究指出為了滿足好奇,即便是恐怖圖片依然具有獎(jiǎng)勵(lì)性質(zhì),可引起信息尋求行為(Oosterwijk et al.,2020)。

除了信息本身會(huì)影響信息尋求行為的價(jià)值估計(jì)外,獲得信息的可能性也是一個(gè)重要的影響因素。人們發(fā)起信息尋求行為的決定不僅取決于信息攜帶的價(jià)值,還取決于獲得信息所要付出的代價(jià)。上文提到,人們?cè)敢鉃榱双@得滿足好奇的信息而付出一些代價(jià),但當(dāng)代價(jià)變大時(shí),信息尋求的可能性便有所降低(Bennett et al.,2016)。研究表明,對(duì)行為有效性的評(píng)估是影響行為選擇與執(zhí)行的一個(gè)重要因素。同樣是為了解決不確定性,當(dāng)認(rèn)為行為策略有效時(shí),會(huì)表現(xiàn)出更多的探索行為(Ja?ko et al.,2015;Sankaran et al.,2017)。如果一個(gè)人不相信自己有足夠的能力獲得信息或者行為成本太高,他/她就會(huì)放棄信息尋求行為(Noordewier&van Dijk,2016;Silvia,2005)。而如果一個(gè)人在探索后沒有獲得滿足好奇動(dòng)機(jī)的有效信息,那么他/她對(duì)自己獲得目標(biāo)信息的信念就會(huì)降低,最終導(dǎo)致沒有動(dòng)力再次啟動(dòng)新的信息尋求行為(Tanaka &Murayama,2014)。同時(shí),當(dāng)他/她通過探索獲得有效信息并轉(zhuǎn)化成知識(shí)時(shí),伴隨知識(shí)獲得,他/她的主觀能力和技能也在提高。因此,知識(shí)和主觀能力隨著時(shí)間的推移會(huì)共同發(fā)展,二者在我們的學(xué)習(xí)系統(tǒng)中可能無法區(qū)分。

2.2.2 多巴胺在好奇驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)中的作用

除了ACC,DA 系統(tǒng)被認(rèn)為在動(dòng)機(jī)和認(rèn)知控制之間的相互作用中發(fā)揮關(guān)鍵作用(Ballard et al.,2011;Berke,2018;Bromberg-Martin et al.,2010)。從SN/VTA 發(fā)出的DAN 投射向不同的腦區(qū),并且表現(xiàn)出一些功能上的差異(圖1c)。主要從VTA 和SN 腹中側(cè)發(fā)出,投射向NAcc 和ACC 的DAN,對(duì)強(qiáng)化物的效價(jià)進(jìn)行反應(yīng);而主要從SN 背外側(cè)發(fā)出,投射向PFC 的DAN,則對(duì)強(qiáng)化物的突顯程度進(jìn)行反應(yīng)(Dayan &Niv,2008;Matsumoto &Hikosaka,2009;Ott &Nieder,2019)。因此,有研究者認(rèn)為與效價(jià)有關(guān)的DA 主要被用來更新價(jià)值表征,實(shí)現(xiàn)RL;而與突顯性有關(guān)的DA 則預(yù)示著刺激需要獲得的注意量,參與調(diào)節(jié)認(rèn)知控制(Ott&Nieder,2019;Sutton &Barto,2018)。

Schultz 等人(1997)最先提出DA 在RL 中有重要作用。Schultz 認(rèn)為DAN 的放電活動(dòng)反映的是實(shí)際獲得獎(jiǎng)勵(lì)和預(yù)期獎(jiǎng)勵(lì)之差,即獎(jiǎng)勵(lì)預(yù)測(cè)偏差(reward prediction error,RPE),而不是反映獎(jiǎng)勵(lì)本身的大小。研究發(fā)現(xiàn),DAN 的反應(yīng)會(huì)隨著學(xué)習(xí)的展開而發(fā)生變化,RPE 也隨之快速變化,這使得RPE 信號(hào)可用于實(shí)時(shí)更新當(dāng)前狀態(tài)和潛在行為結(jié)果的價(jià)值表征,進(jìn)而影響后續(xù)的行為決策(Berke,2018;Dayan &Niv,2008;Hamid et al.,2016)。

關(guān)于好奇會(huì)激活中腦DA 系統(tǒng)的證據(jù)有很多。幾項(xiàng)功能磁共振成像研究報(bào)道了在好奇誘發(fā)后的預(yù)期形成階段(滿足好奇的信息呈現(xiàn)之前的等待階段),紋狀體區(qū)域(striatum)的活動(dòng)有所增強(qiáng),這些區(qū)域的激活受到SN/VTA 釋放的DA 的影響(Gruber et al.,2014;Kang et al.,2009;Lau et al.,2020;Oosterwijk et al.,2020)。在冷知識(shí)問題任務(wù)中,高好奇的冷知識(shí)問題會(huì)引起更強(qiáng)的中腦DAN活動(dòng)(Gruber et al.,2014;Kang et al.,2009)。而另一項(xiàng)與好奇相關(guān)的研究顯示,當(dāng)可能獲得的未來信息更為有利時(shí),被試對(duì)這些信息的渴望越強(qiáng),SN/VTA 和VS 的激活也更強(qiáng)(Charpentier et al.,2018)?？梢?雖然與一級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)(水或食物等)不同,信息是一種間接的獎(jiǎng)勵(lì),但DA 對(duì)它們的反應(yīng)卻是類似的。說明DA 反映的是獎(jiǎng)勵(lì)背后更為抽象的東西,比如獎(jiǎng)勵(lì)物提供的價(jià)值(Berke,2018;Matsumoto &Hikosaka,2009)。也就是說,對(duì)于皮層下的獎(jiǎng)勵(lì)結(jié)構(gòu)來說,信息的價(jià)值與其他事物的價(jià)值并無本質(zhì)區(qū)別。

另外,DA 還參與了另外一個(gè)重要的過程——認(rèn)知控制(Ott &Nieder,2019;Sutton &Barto,2018)。Ott 和Nieder (2019)總結(jié)了DA 在認(rèn)知控制中的三個(gè)主要作用：(1)控制感覺輸入,使得與潛在行為相關(guān)的刺激得到加工;(2)維持和操縱工作記憶內(nèi)容;(3)將這些信息傳遞到準(zhǔn)備行為反應(yīng)的運(yùn)動(dòng)前區(qū)。一些研究者認(rèn)為,動(dòng)機(jī)和認(rèn)知控制之間的相互作用與從VTA 到LPFC 的DAN 投射有關(guān)。例如,研究發(fā)現(xiàn),LPFC 中的DA 水平與認(rèn)知控制和注意有關(guān)(Anderson,2016;Durstewitz &Seamans,2008)。不過,也有證據(jù)顯示,LPFC 通過影響 VTA 對(duì)預(yù)期獎(jiǎng)勵(lì)的活動(dòng)來啟動(dòng)動(dòng)機(jī)行為(Ballard et al.,2011)。即,認(rèn)為L(zhǎng)PFC 通過影響ACC 和VTA 來形成動(dòng)機(jī)性的認(rèn)知控制。Hippmann等人(2021)的動(dòng)態(tài)因果模型(dynamic causal modeling)分析更支持前一種觀點(diǎn)。研究中,當(dāng)對(duì)控制的需求較高時(shí),VTA 對(duì)PFC 產(chǎn)生因果性影響。想要確定DA 如何參與認(rèn)知控制,仍需要更多證據(jù)加以證實(shí)。另外,雖然好奇驅(qū)動(dòng)的信息尋求行為也需要認(rèn)知控制的參與,需要DA 的投入,但尚無以好奇為背景的相關(guān)研究。

2.2.3 好奇對(duì)學(xué)習(xí)與記憶的促進(jìn)

在驅(qū)動(dòng)信息尋求之外,好奇最重要的一個(gè)作用是能促進(jìn)個(gè)體的學(xué)習(xí)和記憶。長(zhǎng)期來看,特質(zhì)性好奇與學(xué)業(yè)成就之間有顯著的正相關(guān),這個(gè)關(guān)系適用于從學(xué)前到青年的所有階段(Froiland et al.,2015;Shah et al.,2018;Tucker-Drob et al.,2016;Oudeyer et al.,2016)。就狀態(tài)好奇而言,與高好奇相關(guān)的信息在實(shí)驗(yàn)后的一天和至少兩周內(nèi)仍能被更好地記住(Gruber et al.,2014;Kang et al.,2009;Marvin &Shohamy,2016)?？梢?好奇引起的記憶增強(qiáng)不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)消退。并且,好奇的這一記憶增強(qiáng)效應(yīng)對(duì)兒童、青少年、年輕人和老年人都適用(Fastrich et al.,2018;McGillivray et al.,2015)。此外,好奇狀態(tài)除了對(duì)滿足好奇的目標(biāo)信息有增強(qiáng)效果,對(duì)該狀態(tài)下遇到的其它偶然性信息也有增強(qiáng)效果。Gruber 等人(2014)以成年人為被試,在冷知識(shí)問題后的答案預(yù)期階段(尤其是該階段的早期)插入中性面孔,高好奇被試對(duì)這些偶然出現(xiàn)的面孔也會(huì)表現(xiàn)出更好的記憶效果。兒童和青少年也會(huì)表現(xiàn)出對(duì)好奇狀態(tài)下非目標(biāo)信息的記憶增強(qiáng)(Fandakova1 &Gruber,2021)。

好奇為什么能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)與記憶?這可能與海馬的活動(dòng)增強(qiáng)有關(guān)。Gruber 和Ranganath (2019)的PACE 模型認(rèn)為好奇通過刺激DAN 增強(qiáng)了海馬依賴的記憶編碼和記憶鞏固。海馬是學(xué)習(xí)、記憶發(fā)生的關(guān)鍵腦區(qū),海馬中的LTP 過程是記憶鞏固的關(guān)鍵步驟。研究者在動(dòng)物研究中發(fā)現(xiàn),暴露于新環(huán)境有利于LTP 的增強(qiáng),而該過程是由DA 和NE 系統(tǒng)介導(dǎo)的(Li et al.,2003;Li et al.,2013)。另外,NE(Straube et al.,2003)和DA 活動(dòng)(Moncada &Viola,2007;Lisman et al.,2011)還促進(jìn)了從早期LTP 到持續(xù)LTP 的過渡。

該過程在人類研究中也得到了證實(shí)。有關(guān)外部動(dòng)機(jī)和記憶關(guān)系的文獻(xiàn)表明,動(dòng)機(jī)狀態(tài)本身可以促進(jìn)學(xué)習(xí)和記憶(Shohamy &Adcock,2010)。因?yàn)?NAcc 和SN/VTA 復(fù)合體與海馬構(gòu)成了一個(gè)功能性回路(Lisman &Grace,2005)。研究者看到,在預(yù)示高獎(jiǎng)勵(lì)(外部獎(jiǎng)勵(lì),如金錢)的線索出現(xiàn)時(shí),NAcc 和SN/VTA 以及海馬的激活都增加了,對(duì)相關(guān)事件的記憶也得到了增強(qiáng)(Lisman &Grace,2005;Lisman et al.,2011;Shohamy &Adcock,2010)。高獎(jiǎng)勵(lì)條件下SN/VTA 和海馬功能聯(lián)結(jié)的增強(qiáng),不僅發(fā)生在記憶編碼階段(Murty &Adcock,2014;Wolosin et al.,2012),還發(fā)生在學(xué)習(xí)后的記憶鞏固階段(Gruber et al.,2016)。Gruber 等人(2016)發(fā)現(xiàn),在學(xué)習(xí)后的休息期間,高獎(jiǎng)勵(lì)情境對(duì)應(yīng)的海馬表征會(huì)優(yōu)先被再次激活,這意味著在高獎(jiǎng)勵(lì)情境中學(xué)習(xí)的項(xiàng)目會(huì)優(yōu)先得到鞏固。

以上是外部動(dòng)機(jī)強(qiáng)化學(xué)習(xí)的作用機(jī)制,好奇作為內(nèi)部動(dòng)機(jī)的作用機(jī)制與其相似,只不過獎(jiǎng)勵(lì)換成了信息本身。研究發(fā)現(xiàn),呈現(xiàn)高好奇問題和低好奇問題時(shí)右側(cè)海馬體和雙側(cè)NAcc 的激活差異預(yù)測(cè)了高好奇問題答案和低好奇問題答案的記憶差別(Gruber et al.,2014)。而答案呈現(xiàn)時(shí)這些腦區(qū)的活動(dòng)卻不能對(duì)好奇相關(guān)信息的記憶進(jìn)行預(yù)測(cè)。這一結(jié)果表明在高好奇狀態(tài)下,對(duì)未來信息產(chǎn)生預(yù)期時(shí)分泌的DA 刺激了NAcc 和海馬,進(jìn)而促進(jìn)了對(duì)即將到來信息的學(xué)習(xí)。研究還發(fā)現(xiàn)如果學(xué)習(xí)是被好奇驅(qū)動(dòng)的,額外再附加外部動(dòng)機(jī)是不必要且無效的。這也是為什么在一些情況下,其它外部獎(jiǎng)勵(lì)反而會(huì)降低好奇帶來的促進(jìn)作用(Murayama et al.,2010)。

除了SN/VTA-海馬功能聯(lián)結(jié)能增強(qiáng)學(xué)習(xí)過程,好奇還會(huì)通過影響學(xué)習(xí)過程中的注意促進(jìn)學(xué)習(xí)。研究表明,DA 會(huì)引導(dǎo)個(gè)體對(duì)指向過去或未來獎(jiǎng)勵(lì)的刺激產(chǎn)生即時(shí)的注意偏向(Anderson,2016)。一項(xiàng)眼動(dòng)研究發(fā)現(xiàn)在好奇情境中出現(xiàn)了類似的注意偏向,高好奇狀態(tài)下,被試對(duì)即將呈現(xiàn)冷知識(shí)問題答案的位置會(huì)投以更多關(guān)注,即產(chǎn)生預(yù)期注視(Baranes et al.,2015)。而高好奇對(duì)注意力的改變與注意網(wǎng)絡(luò)的激活有關(guān),好奇或者說好奇引起的DAN 的活動(dòng)改變了額葉和頂葉區(qū)域(與注意有關(guān))的激活狀態(tài)(Jepma et al.,2012)。

另一個(gè)與學(xué)習(xí)增強(qiáng)有關(guān)的系統(tǒng)是NE 系統(tǒng)。瞳孔大小的改變反映了NE 系統(tǒng)的活動(dòng)情況,而對(duì)好奇對(duì)象的瞳孔擴(kuò)大程度可以正向預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)效率(Nassar et al.,2012)。另外,LC 活動(dòng)與個(gè)體的情緒喚起狀態(tài)有關(guān),它對(duì)調(diào)節(jié)海馬功能、影響學(xué)習(xí)過程也有作用(Mather et al.,2016;Sakaki et al.,2014)。

總之,好奇狀態(tài)下,在DA 和NE 系統(tǒng)的影響下,海馬的活動(dòng)性增加,這不僅幫助人們記住了他們感到好奇的事情,還幫助他們記住了該狀態(tài)下(好奇發(fā)生后)出現(xiàn)的其它信息。

2.3 好奇滿足階段

在日常生活中個(gè)體采取的每一個(gè)行動(dòng)都有其潛在的結(jié)果,要么是積極的,要么是消極的。這些結(jié)果在很大程度上塑造了我們未來的行為,并激發(fā)出個(gè)體為獲得積極結(jié)果而做出決定的動(dòng)機(jī)。好奇驅(qū)動(dòng)的信息尋求行為也是如此,需要一個(gè)積極的結(jié)果——好奇滿足,作為反饋以鞏固這些行為和動(dòng)機(jī)。好奇滿足才能使好奇動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的RL 得以完成。

在廣義的RL 模型中,智能體(agent)的學(xué)習(xí)過程極度依賴其自身經(jīng)歷(圖2a)。智能體發(fā)出一個(gè)動(dòng)作作用于環(huán)境,環(huán)境狀態(tài)發(fā)生改變的同時(shí),產(chǎn)生了一個(gè)強(qiáng)化信號(hào)(獎(jiǎng)勵(lì)或懲罰)反饋給智能體,智能體根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境狀態(tài)和反饋的強(qiáng)化信號(hào)決定下一個(gè)動(dòng)作的發(fā)出策略,原則是使獎(jiǎng)勵(lì)最大化。選擇的動(dòng)作又會(huì)影響下一時(shí)刻的狀態(tài)和強(qiáng)化信號(hào),如此往復(fù)(Sutton &Barto,2018)。按照Gershman 和Uchida (2019)的解讀,生物體的RL是貝葉斯式的,涉及三個(gè)關(guān)鍵成分: 狀態(tài)(state)、價(jià)值(value)和策略(policy)。首先,狀態(tài)指生物體當(dāng)前占有的環(huán)境狀態(tài),如時(shí)間、地點(diǎn)、面對(duì)的對(duì)象等。從感知角度講“生物體并不能獲得當(dāng)前所處狀態(tài)的完整信息,而是只能接收感官數(shù)據(jù)提供的關(guān)于當(dāng)前狀態(tài)的模糊信息?！鄙矬w實(shí)際獲得的是基于貝葉斯規(guī)則得到的信念狀態(tài)(belief state),即利用感官數(shù)據(jù)的概率分布(P(x))、潛在真實(shí)狀態(tài)的先驗(yàn)概率(P(s))以及似然估計(jì)值(真實(shí)環(huán)境狀態(tài)中得到當(dāng)前感官數(shù)據(jù)的條件概率P(x|s))計(jì)算得到的后驗(yàn)概率(P(s|x)),是對(duì)過去所有觀察歷史的最優(yōu)估計(jì)。其次,價(jià)值是根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)計(jì)算出來的未來獎(jiǎng)勵(lì)預(yù)期。事實(shí)上,信念狀態(tài)才是獎(jiǎng)勵(lì)預(yù)測(cè)的關(guān)鍵自變量,也就是說價(jià)值是一個(gè)關(guān)于信念狀態(tài)的函數(shù)?！瓣P(guān)于獎(jiǎng)勵(lì)獲得的價(jià)值函數(shù)的參數(shù)是通過感受不同狀態(tài)下的獎(jiǎng)勵(lì)經(jīng)驗(yàn)逐漸確定的”(圖2b)。第三,策略是在當(dāng)前狀態(tài)下采取何種行動(dòng)的決定?！按嬖谝粋€(gè)從狀態(tài)到策略的映射,該映射受到習(xí)得價(jià)值的調(diào)節(jié)?！庇捎谧顑?yōu)策略通常是未知的,生物體必須在“利用”獎(jiǎng)勵(lì)確定的行為和“探索”可能有更好獎(jiǎng)勵(lì)的行為之間進(jìn)行權(quán)衡。Gershman 和Uchida (2019)認(rèn)為“這三種不同形式的不確定性(與狀態(tài)、價(jià)值和策略相關(guān))在DA 的調(diào)節(jié)和被調(diào)節(jié)中扮演著核心角色。”在貝葉斯RL 框架下,“狀態(tài)不確定性通過信念狀態(tài)的概率分布影響DA 系統(tǒng)”,信念狀態(tài)的計(jì)算可能發(fā)生在內(nèi)側(cè)前額葉(medial prefrontal cortex,MPFC)?！皟r(jià)值不確定性通過價(jià)值函數(shù)參數(shù)的概率分布影響DA 系統(tǒng),DA 通過報(bào)告RPE 又反過來推動(dòng)價(jià)值函數(shù)參數(shù)的更新”。價(jià)值函數(shù)形成主要涉及的腦區(qū)是紋狀體。一篇關(guān)于RL 的元分析研究也指出,VS 是參與眾多RL 的關(guān)鍵皮層下結(jié)構(gòu)(Garrison et al.,2013)。最后,“策略不確定性通過生物體行為的概率分布影響DA 系統(tǒng)”。單核苷酸多態(tài)性研究發(fā)現(xiàn),兩個(gè)調(diào)控DA 水平的蛋白質(zhì)COMT 和DARPP-32 參與了定向探索和隨機(jī)探索(Frank et al.,2009;Humphries et al.,2012)。貝葉斯RL 框架極大地豐富了傳統(tǒng)RPE 對(duì)DA 的解釋。

圖2 強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型。(a)廣義的強(qiáng)化學(xué)習(xí)過程。智能體發(fā)出動(dòng)作改變環(huán)境,環(huán)境一方面改變了對(duì)智能體的狀態(tài)輸入,一方面給智能體提供一個(gè)強(qiáng)化信號(hào)(獎(jiǎng)勵(lì)或懲罰),影響智能體接下來的動(dòng)作。如此循環(huán),在獎(jiǎng)勵(lì)最大化的原則下不斷調(diào)整智能體的行動(dòng)策略。(b)貝葉斯框架下的強(qiáng)化學(xué)習(xí)(此圖參考Gershman &Uchida,2019)。由于不確定性的存在,生物體實(shí)際獲得的是基于貝葉斯規(guī)則得到的信念狀態(tài),即利用感官數(shù)據(jù)的概率分布(P(x))、潛在真實(shí)狀態(tài)的先驗(yàn)概率(P(s))以及似然估計(jì)值(真實(shí)環(huán)境狀態(tài)中得到當(dāng)前感官數(shù)據(jù)的條件概率(P(x|s))計(jì)算得到的后驗(yàn)概率(P(s|x))?；谛拍顮顟B(tài)形成的關(guān)于未來獎(jiǎng)勵(lì)的價(jià)值函數(shù)在RPE 的變化中不斷調(diào)整函數(shù)的參數(shù)。

該模型同樣適用于從好奇發(fā)生到好奇滿足的RL 過程。以與目標(biāo)信息的距離為例,個(gè)體感知到的與目標(biāo)信息的距離,即信念狀態(tài),是基于當(dāng)前掌握信息和過往經(jīng)驗(yàn)形成的估計(jì),并不完全等同于當(dāng)前環(huán)境與目標(biāo)信息的真實(shí)距離。該估計(jì)值決定著目標(biāo)信息預(yù)期價(jià)值。個(gè)體感知的與目標(biāo)信息的距離隨著信息尋求的展開不斷變化,目標(biāo)信息的預(yù)期價(jià)值也隨之動(dòng)態(tài)改變。當(dāng)實(shí)際獲得的信息價(jià)值高于其預(yù)期價(jià)值,即RPE 為正時(shí),預(yù)示著可以對(duì)行為的預(yù)期價(jià)值進(jìn)行上調(diào),從而增加后續(xù)好奇發(fā)生和信息尋求的可能性。Litman 等人(2005)就發(fā)現(xiàn),越是接近答案(feeling of knowing)被試就越是好奇,VS 激活也越強(qiáng)。

Jepma 等人(2012)的知覺好奇和Ligneul 等人(2018)的知識(shí)好奇研究都表明,在好奇滿足階段(分別對(duì)應(yīng)圖片模糊性消除和冷知識(shí)問題解答)VS會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的神經(jīng)活動(dòng)。這一結(jié)果與Gruber 等人(2014)發(fā)現(xiàn)的答案預(yù)期階段而非好奇滿足階段出現(xiàn)紋狀體激活相矛盾。之所以出現(xiàn)這樣的差異,與不同研究間的任務(wù)設(shè)計(jì)差異有關(guān)(Gruber et al.,2019)。Jepma 等人(2012)和Ligneul 等人(2018)的研究中,滿足好奇的信息并不一定每次都出現(xiàn),由于常常得不到滿足,對(duì)目標(biāo)信息的預(yù)期價(jià)值估計(jì)就會(huì)降低,而當(dāng)意外獲得目標(biāo)信息時(shí),就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)明顯正向的RPE。而Gruber 等人(2014)的冷知識(shí)問題的答案總是會(huì)出現(xiàn),加上冷知識(shí)問題本身比較枯燥,使得冷知識(shí)問題答案提供的實(shí)際價(jià)值和答案的預(yù)期價(jià)值都比較穩(wěn)定,導(dǎo)致答案呈現(xiàn)時(shí)的RPE 不會(huì)有太大的變化,而這可能會(huì)削弱好奇動(dòng)機(jī)。

可見,對(duì)于信息尋求行為的強(qiáng)化來說,簡(jiǎn)單的好奇滿足可能還不夠,超出預(yù)期價(jià)值的信息也很重要。Marvin 和Shohamy (2016)用“信息預(yù)測(cè)偏差”(information prediction errors)表示新信息的實(shí)際回報(bào)價(jià)值與新信息的期望回報(bào)價(jià)值之差。如果獲得的信息是意外的,則信息預(yù)測(cè)偏差為正,個(gè)體會(huì)調(diào)高未來新信息的預(yù)期回報(bào)價(jià)值。有研究表明,當(dāng)新知識(shí)與期望不一致時(shí),信息尋求行為會(huì)增加(Vogl et al.,2019)。另一方面,如果新信息沒有超出預(yù)期,人們往往感到失望,信息價(jià)值會(huì)被調(diào)低。

前文提到,一些研究者認(rèn)為信息缺口引起厭惡情緒,即好奇發(fā)生伴隨著一個(gè)負(fù)性情緒(Berlyne,1957;Loewenstein,1994)。也有一些研究者認(rèn)為好奇可能伴隨著積極的情緒(Grossnickle,2016;Litman,2008)。這種理解上的差異很可能是因?yàn)檠芯空邆冴P(guān)注的不是同一個(gè)情緒過程。當(dāng)以過程觀看待好奇的發(fā)生發(fā)展時(shí),就會(huì)發(fā)現(xiàn)不同階段引發(fā)的情緒是在不斷變化的。好奇發(fā)生時(shí)產(chǎn)生情緒,好奇滿足后也會(huì)伴隨情緒。在好奇滿足階段,可能會(huì)產(chǎn)生諸如愉悅(好奇滿足)、吃驚(目標(biāo)信息價(jià)值超出預(yù)期)、失望(目標(biāo)信息價(jià)值達(dá)不到預(yù)期)、無助(信息尋求失敗)等情緒(di Leo et al.,2019;Vogl et al.,2019)。由于研究中對(duì)好奇的界定不清晰,情緒評(píng)估的階段不統(tǒng)一,才會(huì)出現(xiàn)對(duì)好奇情緒認(rèn)識(shí)的分歧。

2.4 信息整合階段

至此,好奇的反饋循環(huán)還未真正結(jié)束。目標(biāo)信息獲得后,還需要對(duì)它進(jìn)行進(jìn)一步的加工。如果它最終被納入原有的知識(shí)結(jié)構(gòu),就會(huì)更新先驗(yàn)知識(shí)庫。信息缺口的形成,直接源于當(dāng)前信息和先驗(yàn)知識(shí)的差距。而先驗(yàn)知識(shí)庫的更新,會(huì)更容易產(chǎn)生新問題、形成新的信息缺口,誘發(fā)出新的好奇,進(jìn)而啟動(dòng)新一輪的循環(huán)。Lydon-Staley 等人(2021)發(fā)現(xiàn)高剝奪型好奇者構(gòu)建的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)更加緊密,在信息尋求中會(huì)更多的返回之前查看過的主題信息。

Murayama (2019)總結(jié)了知識(shí)獲得促進(jìn)進(jìn)一步信息尋求的三條路徑: 首先,如上所述,知識(shí)獲得使個(gè)體更能意識(shí)到先前意識(shí)不到的“信息缺口”。這是因?yàn)閿U(kuò)充的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)使更多的知識(shí)擴(kuò)展空間顯露了出來(Loewenstein,1994)。意識(shí)到知識(shí)缺口就能促進(jìn)好奇發(fā)生并進(jìn)一步引導(dǎo)知識(shí)獲取行為。其次,獲得信息的獎(jiǎng)勵(lì)感會(huì)增加新信息的預(yù)期獎(jiǎng)勵(lì)價(jià)值,累積的知識(shí)還會(huì)讓個(gè)體意識(shí)到相關(guān)主題的重要性,這都會(huì)讓個(gè)體在評(píng)估階段給新信息賦予更高的價(jià)值。最后,除了主題相關(guān)信息的價(jià)值會(huì)被上調(diào)外,個(gè)體對(duì)獲取信息的能力感知也會(huì)提高,從而增加對(duì)信息尋求行為的價(jià)值估計(jì)。

不過,在知識(shí)獲得后,無論在實(shí)驗(yàn)研究還是在真實(shí)學(xué)習(xí)情境中,都可能出現(xiàn)對(duì)新信息缺口感知的鈍化。即個(gè)體沒能發(fā)現(xiàn)更多的信息缺口,甚至終止學(xué)習(xí)任務(wù),因?yàn)樗麄冎饔^上覺得自己已經(jīng)對(duì)該主題有了完全的了解。實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)這種情況多半是因?yàn)檎T發(fā)材料(如冷知識(shí))通常與先驗(yàn)知識(shí)沒有太多關(guān)聯(lián),實(shí)用性太低,在答案獲取過程中容易引起被試的饜足情緒(Marvin &Shohamy,2016;Murayama et al.,2019)。真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境中的問題往往是,學(xué)生常常錯(cuò)誤地認(rèn)為自己已經(jīng)掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容,但實(shí)際上并沒有。如前文所述,個(gè)體的感知狀態(tài)和真實(shí)狀態(tài)之間是有差距的(Gershman&Uchida,2019)。相關(guān)研究表明,學(xué)習(xí)者對(duì)自己掌握的學(xué)習(xí)材料的判斷常是不準(zhǔn)確且過度樂觀的,他們經(jīng)常過早地終止了自己的學(xué)習(xí)行為(Murayama et al.,2016)。

總的來說,知識(shí)的獲取與整合會(huì)增強(qiáng)未來的好奇動(dòng)機(jī),驅(qū)動(dòng)更多的信息尋求行為,進(jìn)而使知識(shí)獲取過程具有可持續(xù)性。在獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)的作用下,從好奇發(fā)生到好奇滿足,到真正的信息整合,再回到新一輪的好奇發(fā)生,形成了一個(gè)正反饋循環(huán)。而穩(wěn)定的好奇特質(zhì)正是這種短暫好奇體驗(yàn)重復(fù)發(fā)生并最終固化的結(jié)果(Fayn et al.,2019;Lydon-Staley et al.,2021)。

3 好奇在個(gè)體生命周期中的變化與發(fā)展

好奇反饋循環(huán)模型中從好奇發(fā)生到好奇滿足,展現(xiàn)的是短暫性的好奇變化發(fā)展的一個(gè)小循環(huán)。事實(shí)上,好奇的變化發(fā)展嵌入在一個(gè)更大的動(dòng)態(tài)過程,即個(gè)體的出生、成長(zhǎng)和衰老中。

3.1 好奇隨年齡的發(fā)展與分化

大量研究表明,嬰幼兒會(huì)通過系統(tǒng)性地探索環(huán)境以減少不確定性并填補(bǔ)信息缺口,可見在好奇的發(fā)生和表現(xiàn)上嬰幼兒與成人并無顯著區(qū)別(Begus et al.,2016;Leckey et al.,2020)。

但引發(fā)好奇的刺激和好奇產(chǎn)生的影響會(huì)隨年齡的增長(zhǎng)而變化。引起不同年齡個(gè)體好奇的事物是不同的,嬰兒喜歡探索視覺上更新奇的物體,而年幼的兒童更喜歡探索功能上不清楚的事物(Kidd &Hayden,2015;Schulz,2012)。2021 年,Fandakova 和 Gruber 用冷知識(shí)范式,研究了在10～14 歲被試中,好奇是如何影響記憶的。結(jié)果發(fā)現(xiàn),個(gè)體越是好奇,對(duì)知識(shí)的記憶也就越好。而相比于10～12 歲的兒童,12～14 歲的青少年對(duì)冷知識(shí)答案表現(xiàn)出更好的記憶力,這一結(jié)果很大程度上與青少年對(duì)目標(biāo)信息的價(jià)值預(yù)期有關(guān),他們覺得冷知識(shí)問題比預(yù)期的更有趣(Fandakova &Gruber,2021)。也有可能是因?yàn)榍嗌倌甑南闰?yàn)知識(shí)更多,更容易與新信息建立聯(lián)結(jié)。

好奇的這些年齡特點(diǎn)可能與腦的發(fā)育有關(guān)。與沖突監(jiān)測(cè)相關(guān)的ACC 在好奇發(fā)生中扮演著重要角色,從嬰兒到青春期,ACC 都在持續(xù)的發(fā)育成熟。具體表現(xiàn)有,與認(rèn)知沖突監(jiān)測(cè)和處理相關(guān)的腦電成分——錯(cuò)誤相關(guān)負(fù)波(ERN)的振幅在成年之前一直都在隨著年齡的增長(zhǎng)而增加。Fandakova等人(2018)還發(fā)現(xiàn),12 歲的兒童在面對(duì)不確定性的記憶信息時(shí)會(huì)激活A(yù)CC 和AIC。但只有10～12歲的孩子會(huì)在報(bào)告不確定性時(shí)激活LPFC。進(jìn)一步分析表明,10 歲時(shí)與認(rèn)知沖突相關(guān)的腦區(qū)激活更強(qiáng)的孩子(尤其是AIC),在1.5 年后的不確定性評(píng)估中 PFC 的激活會(huì)更大。據(jù)此,Gruber 和Fandakova(2021)假設(shè),隨著年齡的增長(zhǎng),個(gè)體不斷經(jīng)歷各種認(rèn)知沖突導(dǎo)致的信息缺口,基于ACC的沖突處理能力不斷提高,而ACC 激活上的差異,進(jìn)一步導(dǎo)致基于PFC 的評(píng)估系統(tǒng)差異化地發(fā)展,最終使兒童和青少年表現(xiàn)出差異化的好奇和好奇驅(qū)動(dòng)的探索行為。另一項(xiàng)縱向研究結(jié)果也顯示,7～15 歲兒童PFC 的結(jié)構(gòu)變化與評(píng)估過程的發(fā)展有關(guān)(Fandakova et al.,2017)。Fandakova 等人(2017,2018,2021)傾向于將LPFC 理解為評(píng)估系統(tǒng),但在EVC 框架中LPFC 更多體現(xiàn)的是控制的執(zhí)行(Shenhav et al.,2016)。就好奇相關(guān)研究來說,兩種觀點(diǎn)似乎都可以解釋現(xiàn)有的研究結(jié)果,至于哪一種更合理仍需進(jìn)一步探討。另外,PFC 是一個(gè)比較模糊的腦區(qū)定位,它涉及很多亞區(qū),不同亞區(qū)在功能上也是存在差異的(Reverberi,Lavaroni,et al.,2005),有必要對(duì)其進(jìn)行更細(xì)致的區(qū)分。

總的來說,年幼兒童更依賴于ACC 和AI 的功能,對(duì)簡(jiǎn)單的信息預(yù)測(cè)偏差產(chǎn)生反應(yīng),從而表現(xiàn)出不加區(qū)分的高好奇。隨著額葉系統(tǒng)的成熟,LPFC 開始對(duì)包括信息預(yù)測(cè)偏差及以外的其它相關(guān)因素進(jìn)行綜合評(píng)估(Fandakova et al.,2017,2018;Fandakova &Gruber,2021),又或者具有更強(qiáng)的控制能力使注意能聚焦于當(dāng)前任務(wù)(Reverberi,Toraldo,et al.,2005;Shimamura,2000)。這都可能是年齡較小的孩子對(duì)不同領(lǐng)域表現(xiàn)出廣泛的興趣,而年齡較大的孩子的興趣領(lǐng)域開始減少和分化的原因(Frenzel et al.,2012)。一旦好奇被誘發(fā),LPFC 還會(huì)通過刺激中腦邊緣系統(tǒng)多巴胺能通路來調(diào)節(jié)海馬依賴的學(xué)習(xí)(Gruber et al.,2014;Lau et al.,2020)?？赡苷前l(fā)展了的PFC 與海馬依賴性學(xué)習(xí)的多巴胺能神經(jīng)調(diào)節(jié)之間的交互作用,讓我們看到上文提到的現(xiàn)象,即信息預(yù)測(cè)偏差引發(fā)的好奇對(duì)青少年的記憶增強(qiáng)作用要強(qiáng)于兒童(Fandakova &Gruber,2021)。

3.2 好奇隨年齡的衰退

好奇除了會(huì)隨年齡增長(zhǎng)表現(xiàn)出不斷的分化外,還會(huì)隨著個(gè)體的衰老而出現(xiàn)衰退。大量調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),從成年早期到成年晚期,個(gè)體的知識(shí)好奇、人際好奇和自我好奇等都會(huì)隨年齡的增長(zhǎng)而下降(Robinson et al.,2017)。與好奇相關(guān)的開放性(openness to experience;Costa et al.,2000;Ziegler et al.,2015)、感覺尋求(sensation seeking;Giambra et al.,1992)、探索行為(exploratory behaviors;Kashdan et al.,2009;Kashdan et al.,2004)都表現(xiàn)出相應(yīng)的降低。

好奇及其相關(guān)行為的衰退主要與兩個(gè)系統(tǒng)——DA系統(tǒng)和NE 系統(tǒng)的退化有關(guān)。DA 系統(tǒng)和NE 系統(tǒng)很容易受到衰老的影響。老年人大腦中這些對(duì)好奇至關(guān)重要的腦區(qū)的功能削弱和結(jié)構(gòu)受損,可能是導(dǎo)致前面提到的主觀好奇及其相關(guān)行為下降的一個(gè)重要原因(Chowdhury et al.,2013;Eppinger et al.,2013;Sakaki et al.,2018)。

不過,也正因?yàn)楹闷婺芗せ钌鲜鰞蓚€(gè)系統(tǒng),使好奇成為抗衰老的一劑保護(hù)劑。海馬會(huì)隨著年齡增長(zhǎng)出現(xiàn)功能障礙(Mitchell et al.,2000;Raz et al.,2010),而好奇可以通過DA 系統(tǒng)和NE 系統(tǒng)刺激海馬,以減緩記憶功能的退化(Lisman &Grace,2005)。短暫的好奇激發(fā),或形成長(zhǎng)期的好奇特質(zhì)對(duì)衰老有很好的抵抗作用。一項(xiàng)縱向研究發(fā)現(xiàn),保持好奇可以讓個(gè)體終身受益,尤其是在影響海馬促進(jìn)記憶上(Martin et al.,2007)。除了記憶保護(hù),好奇對(duì)其它認(rèn)知功能也有改善作用,這可能與DA 系統(tǒng)和NE 系統(tǒng)對(duì)PFC 的刺激有關(guān)(Sakaki et al.,2018)。

4 總結(jié)與展望

綜上所述,好奇的反饋循環(huán)模型從動(dòng)態(tài)過程的視角看待好奇的發(fā)生發(fā)展,把一次好奇事件分解成以下6 個(gè)過程,即: 感知信息缺口、好奇發(fā)生、控制的價(jià)值評(píng)估、信息尋求、好奇滿足、信息整合。作為一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程,以上每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)受到當(dāng)前信息輸入和上一環(huán)節(jié)反饋輸出的影響。模型確立了好奇的內(nèi)部動(dòng)機(jī)本質(zhì),將好奇誘發(fā)的情緒和行為分離出來,具體分析了每個(gè)階段發(fā)生的條件、過程及影響。該模型以RL 模型為原型,區(qū)別在于好奇情境中最重要的強(qiáng)化物是滿足好奇的信息本身,而非其它外部獎(jiǎng)勵(lì)。因此,在好奇反饋循環(huán)中,不斷地誘發(fā)、滿足好奇,并獲得超出預(yù)期的目標(biāo)信息才是可持續(xù)性知識(shí)獲取的關(guān)鍵。

另外,好奇的這種動(dòng)態(tài)循環(huán)嵌入在個(gè)體的終生發(fā)展過程中,一方面它受到生命發(fā)展中各種生理性變化的影響和限制;但另一方面,好奇循環(huán)的反復(fù)鞏固也會(huì)引起生理上的變化,這種改變又反過來影響我們的生命進(jìn)程。總的來講,好奇相關(guān)的兩個(gè)系統(tǒng)——DA 系統(tǒng)和NE 系統(tǒng)——對(duì)短期的注意、記憶和信息尋求行為有促進(jìn)作用,對(duì)長(zhǎng)期的認(rèn)知功能維持與改善也大有益處。然而,即便好奇對(duì)從出生到年老的個(gè)體發(fā)展意義重大,但對(duì)好奇發(fā)展的特點(diǎn)及其背后的神經(jīng)生理機(jī)制研究才剛剛起步,我們?nèi)孕枰嗟难芯繑?shù)據(jù)才能對(duì)其形成一個(gè)更完整的認(rèn)知。

好奇研究越來越具有跨學(xué)科性和多領(lǐng)域交叉性,這就需要有一個(gè)統(tǒng)一的概念和框架作為進(jìn)一步科學(xué)討論的基礎(chǔ)。關(guān)于未來好奇的研究,可以加強(qiáng)對(duì)以下幾個(gè)方面的關(guān)注。

4.1 加強(qiáng)對(duì)好奇滿足的重視

以往研究更多關(guān)心好奇誘發(fā)所帶來的各種好處,卻忽視了好奇滿足才是這些好處存在的關(guān)鍵。事實(shí)上,好奇得不到滿足才是日常生活中的常態(tài),它往往會(huì)帶來一系列負(fù)性影響。例如,有研究發(fā)現(xiàn),知識(shí)好奇不被滿足帶來的認(rèn)知空虛會(huì)使個(gè)體產(chǎn)生更多的非理性消費(fèi),個(gè)體會(huì)用物質(zhì)滿足替代知識(shí)滿足(Wiggin et al.,2019)。因此,后續(xù)研究有必要對(duì)好奇滿足予以更多的關(guān)注。

4.2 改進(jìn)現(xiàn)有的好奇研究范式

關(guān)于好奇的研究,一類是把好奇作為穩(wěn)定特質(zhì)的調(diào)查研究,另一類是針對(duì)短暫的好奇狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)研究。短暫的好奇狀態(tài)的研究常用的研究范式包括引發(fā)知覺好奇的模糊圖片范式(Jepma et al.,2012;Wiggin et al.,2019)和引發(fā)知識(shí)好奇的冷知識(shí)問題范式(Kang et al.,2009;Ligneul et al.,2018;Marvin &Shohamy,2016)。魔術(shù)(Lau et al.,2020)或抽獎(jiǎng)任務(wù)范式(Kobayashi &Hsu,2019;van Lieshout,de Lange,et al.,2021,van Lieshout,Traast,et al.,2021)也常被用于誘發(fā)好奇,但在誘發(fā)的好奇類型上較為模糊。

這些好奇研究范式在解決一些特定問題上是存在局限的。例如,(1)好奇滿足信息要么直接呈現(xiàn),要么用代價(jià)(等待時(shí)間、代幣或經(jīng)歷厭惡刺激)換取,無法反映被試的主動(dòng)信息尋求行為。(2)各范式基本都會(huì)呈現(xiàn)答案,因此在試次間形成了對(duì)好奇滿足的穩(wěn)定期待;即便關(guān)注好奇滿足,也只是在試次間(有些試次滿足好奇,有些試次不滿足好奇)進(jìn)行比較,無法得知持續(xù)的好奇不滿足會(huì)對(duì)被試造成什么樣的影響。(3)誘發(fā)好奇的材料缺乏生態(tài)效度和實(shí)用價(jià)值,冷知識(shí)問題往往因其不成體系難以被整合。學(xué)習(xí)一個(gè)簡(jiǎn)短的、獨(dú)立的冷知識(shí)問題的答案可能不足以激發(fā)人們進(jìn)一步探索這個(gè)話題的興趣。因此,這類范式很難探知知識(shí)積累對(duì)主題價(jià)值感知的影響。(4)當(dāng)前研究范式更關(guān)注那些短暫好奇對(duì)信息尋求的影響(好奇滿足信息在幾秒鐘后就呈現(xiàn)),雖然有利于刻畫信息尋求的微觀機(jī)制,但對(duì)整個(gè)知識(shí)獲取過程缺乏整體把握。因此,未來有必要對(duì)好奇的研究范式進(jìn)行充實(shí)和改進(jìn),以便對(duì)更現(xiàn)實(shí)、具體的好奇問題進(jìn)行探討。

4.3 加強(qiáng)對(duì)內(nèi)部、外部獎(jiǎng)勵(lì)使用的比較

好奇誘發(fā)的學(xué)習(xí)和外部獎(jiǎng)勵(lì)(extrinsic rewards)誘發(fā)的學(xué)習(xí)本質(zhì)上都是基于獎(jiǎng)勵(lì)的學(xué)習(xí),二者的區(qū)別在于好奇是內(nèi)部動(dòng)機(jī),滿足好奇的信息是內(nèi)部獎(jiǎng)勵(lì)(intrinsic rewards)。很多針對(duì)好奇的研究,往往在研究過程中既包含外部獎(jiǎng)勵(lì),又包含內(nèi)部獎(jiǎng)勵(lì),混淆的變量會(huì)影響對(duì)好奇的理解和解釋。

更重要的是,缺乏對(duì)內(nèi)部動(dòng)機(jī)和外部動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)過程的比較研究。從 Festinger 和Carlsmith (1959)提出認(rèn)知失調(diào)后,研究者們就意識(shí)到了外部獎(jiǎng)勵(lì)不足時(shí),人們會(huì)自己生成獎(jiǎng)勵(lì)以使行為合理化。之后,研究者們陸續(xù)發(fā)現(xiàn),外部動(dòng)機(jī)有時(shí)會(huì)削弱內(nèi)部動(dòng)機(jī),從而減少個(gè)體對(duì)任務(wù)的投入(Deci et al.,1999;Eisenberger et al.,1999)。這提示教育者必須非常小心地使用外部獎(jiǎng)勵(lì),避免適得其反。因此,后續(xù)研究有必要對(duì)內(nèi)部獎(jiǎng)勵(lì)、外部獎(jiǎng)勵(lì)的編碼過程、使用時(shí)機(jī)和使用情境進(jìn)行探討,盡量保證學(xué)習(xí)過程是一個(gè)自我驅(qū)動(dòng)的自增長(zhǎng)過程。

4.4 重視好奇的發(fā)展性研究

從狀態(tài)到特質(zhì),從動(dòng)物到人,從嬰兒到老年,好奇都有其重要的生存意義。但在對(duì)好奇的研究中,大多數(shù)研究者關(guān)心的只是它對(duì)青少年及成人的認(rèn)知促進(jìn),忽略了它的在個(gè)體發(fā)展中的變化規(guī)律。例如,迄今為止幾乎沒有研究直接對(duì)兒童的好奇進(jìn)行測(cè)量。好奇如何從小循環(huán)進(jìn)入大循環(huán),在更長(zhǎng)的時(shí)間尺度上發(fā)生發(fā)展是今后需要重視的一個(gè)課題。