我是一個研究創造力的外科醫師,
從來沒有一個病人對我說
我希望您能在手術時來點創意。
我想這有點諷刺意味。
但是我要說，在實施過無數次的外科手術之後，
我覺得手術在一定程度上跟彈奏一種樂器很相似。
而對於我來說，正是這種深刻而持久的聲音魅力，
吸引著我在做一個手術醫師的同時，
學習研究聲音的科學，特別是音樂。
那麼，在下面的幾分鐘裡，我將試著跟你們談論
關於我的職業
特別在於我究竟是如何研究音樂
以及努力設法解決這些關於
大腦如何產生創意的疑問。
這些工作大部分是我在約翰·霍普金斯大學時候完成的，
也有一些是我之前在美國國家健康研究中心做的。
我會先回顧一下一些科學實驗
並且會涉及三個音樂實驗。
我想從給你們展示一段影片開始。
這是基斯·哈雷特的一段影片， 他是一位著名的爵士即興音樂創作人，
並且可能是最著名的，能將即興創作
提升到一個相當高水平且最具代表性的人物。
並且，他將用他的大腦
創作出整場音樂會，
並且他將永遠不會再用一模一樣的方式表演。
因此， 以一種極高度的創作形式來說，
我想這是一個非常好的例子。
所以現在讓我們來看看這段影片吧。
（音樂）
剛剛發生的一切真是非凡而美妙。
一直以來 -- 我只是一個聆聽者，一個樂迷 --
我聽著，然後我被震懾住了。
我想：這怎麼可能發生？
大腦怎麼能自行產生那麼多的信息，
那麼多的音樂?
所以，我合乎科學地展開這個概念，
具有藝術性的創作，它是神奇的，但它不是魔術。
意思是說，它是大腦的產物。
沒有很多的腦死亡者在創作藝術。
所以基與這種理念，那藝術性的創作
實際上是一種神經產物，
我帶來了這個議題，我們可以來研究一下，
就像我們可以研究別的複雜的神經過程一樣。
並且， 我覺得還有一些我放在那裡的小問題。
真的有可能用科學的方法研究創造力嗎？
我認為這是個很好的問題。
我要告訴你們，大部分針對音樂所做的科學研究，
它們非常難以理解。
當你閱讀它們時，很難從中辦識音樂。
實際上，它們整個看上去非常的不具音樂性。
而且完全失去了音樂的特性。
因此，這就帶來了第二個問題：
為什麼科學家們要研究創造力呢？
也許我們並不是研究音樂的正確人選。
但也有可能我們是。
但是，我將要說，從一個科學的角度 ——
當今我們談論很多關於創新的事情。
科學創新。
我們對大腦如何可以創新的認知
還只是初級。
是的，我們對我們如何可以創新知之甚少。
所以，我想，我們將看到
再過10年，20年，30年
一種關於創造力的真實科學將會迅速發展，並且繁榮興旺。
因為現在有新的方法使得我們可以
運用這些類似的過程，
像複雜的爵士即興表演，嚴僅地研究它
讓它一直深入到大腦。
這樣以後我們都可以擁有這個非凡的大腦，
而現在我們對大腦只有差強人意的認識。
我想，神經學家們
的問題可能比答案還多。
而我自己，我今天將不會給你們很多的解答。
我只問大量的問題。
基本上，這正是我每天在實驗室作的事情。
我會問很多問題，關於我們的大腦做了什麼才使得我們可以做這做那。
這就是我用的主要方法。 這種方法叫功能磁共振影像。
如果你有在磁共振影像掃描儀中待過，基本上是相同的東西，
但這一個被裝備成一種特別的方式
它不僅能為你的腦部拍照，
還為腦部的活動區域拍照。
下面就是這個方法的實現：
這是一種叫血氧影像的東西，
是血和氧氣水平的影像。
當你處在一個功能磁共振影像掃描儀中時，
你是在一個巨大的磁場中
將你局部區域的分子排列起來。
當大腦的某塊區域在活動，也就是說一塊神經區域在活動的時候，
它使血流轉到那塊區域。
血流造成
那塊區域的血量增加
它改變脫氧血紅蛋白的濃度。
去氧合血紅蛋白可以被磁共振成像探測到，
而氧基红血球素不能被探測到。
所以通過這種推斷 ——
並且我們在測量血流，而不是神經活動——
我們稱之為大腦某個血量正在增加的區域
在某特別的任務中是活動的。
那就是功能磁共振成像的工作原理的關鍵之處。
而它從90年代以來
就被用來研究相當複雜的過程。
現在我將來回顧一下我自己做的一個研究，
這個研究是關於功能磁共振掃描儀中的爵士樂。
這是我和我的一個同事，亞倫·布勞恩，在美國國家健康研究中心時做的。
這是一個我們如何進行這個項目的短片。
（視頻）查爾斯·理姆：這是一個塑料的MIDI （音樂設備數字接口）鋼琴鍵盤
我們用這個鍵盤來進行爵士樂實驗。
它是一塊35鍵的鍵盤
這樣設計是爲了同時適合掃描儀內部，
同時安全地帶著磁性，
將人為造成的干擾物質
減低到最少量
並且有這個墊子，這樣演奏者可以將它放在腿上
當他們躺在掃描儀里，用他們的背後表演時。
它是這樣工作的 ——它並不真正產生任何聲音。
它會輸出一個 MIDI 的信號--
或者叫音樂設備數字接口--
信號通過這些電線中進入這個盒子然後進入電腦，
然後發出一個高品質的鋼琴聲。
（音樂）
查爾斯·理姆：好，所以它是可用的。
所以通過這個鋼琴鍵盤，
我們現在有辦法獲取一段音樂的過程並來研究它。
那現在你有了這個很酷的鋼琴鍵盤了，你要做點什麼呢？
你不能光說——“我們弄到這麼各好鍵盤真是太棒了。”
實際上，我們必須想出一個科學實驗。
這個實驗依靠以下這些。
當我們依循記憶運用一些熟悉的事物時，大腦會如何活動？
當自發的產生或即興創作出一些東西，
我們的大腦又發生了什麼
在某種程度上那是運動神經
和低階感官運動特徵符合的情形？
所以，我這裡提供一個範例。
有一個音階範例，就是彈奏上下的音調，並記起來。
然後是這段音階的即興演奏--
4分音符，節拍器，右手--
從科學觀點是很安全的，
但是從音樂角度來說確非常無聊。
最後還有一個，稱為爵士樂的範例。
然後我們將專業的爵士樂手帶到美國國家健康研究中心，
接著讓他們記住像左下方的音樂，
就是你們剛剛聽我彈的這段，
然後我們讓他們即興創作同一段相同的和弦。
如果你點擊右下方的聲音圖標，
這裡有一個掃描儀記錄的例子。
（音樂）
總而言之，這並不是最自然的環境，
但是他們能夠演奏真實的音樂。
雖然我已經把那段獨奏聽過200次了，
我仍然喜歡它。
而音樂家們，他們最後也感覺很好。
我們先測量這些音符的數量。
他們在即興表演時真的彈奏了更多的音符嗎？
並不是這樣的。
然後我們看了腦部的活動。
我試著把這部分壓縮，來告訴你們。
這是對比圖，它顯示出
當你在即興創作
和你正在做記憶中的事情時的差值。
紅色部分是前額葉皮質活動的區域，
是大腦的前額葉。
而藍色，是不活動的區域。
我們管這個重點區域叫做內側前額葉皮質
活動很頻繁。
這塊寬的區域稱為外側前額葉皮層
活動較遲緩， 我們來做個總結。
這些是腦部的多功能區域。
就像我說的，這不是大腦裡爵士樂的區域。
他們負責主要的事情
這些事情跟自我反省，
內省及工作記憶相關。
真實的意識存在前額葉.
但是我們認為有一個相關的區域
自我控制的部分是關閉的，
而這塊區域被認為是自動傳遞(導)的，
或者是自我表現的區域開啟了。
我們認為，至少初步認為
這是一項研究，它可能是錯誤的。
但它仍然是一項研究。
我們認為，至少一個合理的假說
是，要有創造性，
你的前額葉不得不有這樣的分離。
一塊區域工作，而一大塊區域關閉，
從而使你不被約束，願意去犯錯誤，
因此你不是一直處於
關閉所有這些新的能夠製造東西的衝動狀態。
現在，很多人知道音樂並不總是一個獨立的活動——
有時它是一個溝通性的活動。
所以下一個問題是：
當音樂家們前後替換時，
被稱為4小節交換，
也就是他們通常在爵士樂實驗中做的？
這是一段12小節的布魯斯音樂。
我將它按四小節分組，
所以你知道你是怎樣交換的。
現在，我們將一位音樂家置入掃描儀--用同樣的方式--
讓他們記憶這段旋律
然後讓另外一名音樂家在外面的控制室
前後互動相互彈奏。
這是一位音樂家，麥克·波普，
世界上最好的貝司手之一，也是一個了不起的鋼琴家。
他現在正在彈這段
我們剛剛看到的
只是他彈的比我寫得好一點。
（視頻）查爾斯·理姆：
護士：你口袋里沒東西了，對吧 麥克？
麥克·波普：是的，我口袋裡什麼也沒有了。 （護士： 好。）
查爾斯·理姆：你必須用正確的態度接受它。
（笑聲）
它其實挺有趣的。
現在我們開始交互彈奏。
他在裏面了。你可以看到他的腿在那裡。
而我在控制室裡，交互彈奏。
（音樂）
（視頻）麥克·波普： 這剛好可以好好的表現
它的形式。
而且它很好因為它不是很快。
事實上，我們一遍一遍地重複它，
讓你習慣你周圍的環境。
所以對我來說最難的是運動知覺的部份，
藉由兩面鏡子
看我的雙手，
躺著
除了手，別的都不能動。
這很有挑戰性。
但是再一次，
有一瞬間，非常確定的，
有一瞬間，
真的，真誠的音樂相互作用，是肯定的。
查爾斯·理姆：在這一點上，我要耽誤一點時間。
你們現在能看到什麽--
而我現在要犯一種科學的禁忌，
就是向你們展示一些初步的數據。
這是一個主體的數據。
這是，實際上，麥克波普的數據。
所以我要讓你們看什麽呢？
當他在和我配合4小節的彈奏時，是靠即興而非記憶
他的語言區域亮了起來，也就是他的布洛卡區，
也就是左邊的額下回。
他實際上在右邊也有一塊相應的區域。
這是一塊被認為是參與表達溝通的區域。
這所有的關於音樂是一種語言的觀念，
嗯，事實上也許歸根結底是有神經學基礎的，
而當兩個音樂家在進行音樂對話的時候，我們可以看到它。
而現在我們已經在八個主體上做了這個實驗，
然後我們把所有數據匯聚在一起，
但願我們將會得到一些有意義的結果。
現在當我想到即興和語言，那接下來是什麽呢？
說唱，肯定的，說唱 --
自由形式。
我一直都對自由式說唱很著迷。
讓我們繼續，播放這段視頻。
（視頻）莫斯 戴夫：我是棕色皮膚，我站了五十年數
♫當我在你左右，我搖滾♫
♫各種形勢的協同，相對辨認♫
♫來試著傷害我，化學分解它們♫
♫不是數字十，說說我該怎麼樣♫
♫像肯尼迪一樣的風格，像3點差十分一樣晚♫
♫當我說當我做，女孩們隨聲調整♫
查爾斯·理姆：有大量的比擬
在自由式說唱和爵士樂之間。
實際上，這兩種音樂形式之間有很多
在不同的時期。
在很多方面，說唱被用作一種社交功能
這種功能用爵士來實現的。
所以該如何科學地學習說唱呢？
而我的同事們都或多或少覺得我瘋了，
但我覺得這很切實可行。
所以這就是你要做的：你讓一個自由式說唱的藝術家
進來，並記住一段你為他們寫的說唱，
這段說唱他們從來沒有聽過，
然後你讓他們將它自由化。
所以我告訴我實驗室的同事們，我將為TED 說唱，
而他們說：“不，你不會的。”
然後我想--
（鼓掌）
但是有件事情。
用這個大屏幕，你們都可以和我說唱。對麼？
所以我們讓他們來做
是記憶。請按這裡左下角的音樂圖標。
這是控制條件。這是他們要記憶的。
電腦：記憶，撞擊。
查爾斯·理姆：撞擊的鼓聲是已知且重複的
節奏和韻律，他們讓我完整。
當我在麥克風前，爬升是一種崇高
分裂那些撞你如醍醐灌頂的韻律
我在永恆的追求中尋找真理
我的激情不是時尚，你看我穿成這樣就可以知曉
我的腦中出現了，精神病的字眼，
小聲地說這些只有我能聽到的歌詞
發現的藝術和徘徊
在腦中的的自由的東西
所有這些詞語一直像傾盆大雨
我需要一個瘋掉的科學家檢查我的大腦
（鼓掌）
我向你們保證，那將再也不會發生了。
（笑聲）
現在，關於這些自由式者，什麼是最偉大的，
他們將從不同的詞組中得到線索。
他們不知道接下來是什麼，但是他們將聽到一些未經思考的東西。
繼續，點擊那個右邊的聲音圖標。
他們將被提示三個詞：“喜歡”，“不”， 和“頭”。
他不知道接下來是什麼。
自由式者：我就像一些【不清晰】
【不清晰】外星的，天體的景觀
回到那些過去的日子，我以前曾坐在金字塔裡冥思
有兩個麥克風懸在我的頭上
來看我是否還能聽，分離那聲音
看你正裂着嘴笑
我在教室的後面教那些孩子
關於天啟的消息
但是不是真的，因為我必須保持難度簡單
【不清楚】用樂器演奏
玩超級馬里奧是有害的
【不清楚】盒子【不清楚】hip hop
查爾斯理姆：再次的，這是發生的一件非常不可思議的事情。
這是在做一件從神經學上看非同尋常的事情。
你是否喜歡這音樂是不相干的。
從創意的角度來說，這是一件了不起的事。
這是一段簡短的視頻，關於我們實際上怎麼在掃描儀中做這個實驗。
（笑聲）
（視頻）查爾斯理姆：我們和伊曼紐爾在這裡。
查爾斯理姆：那是在掃描儀中錄的，順便說一句。
(視頻）查爾斯理姆：那是伊曼紐爾在掃描儀裡。
他剛剛為我們記憶了一段旋律。
伊曼紐爾：鼓點之巔，從不寵辱♫
節奏和旋律讓我完整
當我在麥克風前，爬升是一種絕妙的感覺
分裂那些如閃電一樣撞擊你的旋律
我在永恆的追求中尋找整理
我不為時尚而激情，你看我穿啥樣就可以知道
查爾斯理姆：好。我將停在這裡。所以我們在他的腦子裡看到了什麼？
這實際上是四個說唱者的腦部圖。
我們看到什麼，我們看到語言區域是亮起來的，
但是然後--眼睛閉上--
當你是自由式對比記憶，
你的主要視覺區域亮着。
你將用到主要的小腦活動，它參與運動協調。
你的腦部活動增加，你的相對任務是，
當人物是創造性的，而別的任務是記憶的。
這非常基礎，但我覺得多少有點酷。
所以，總結一下，我們已經有很多問題要問。
就像我說的，我們將問問題，而不是回答它們。
但是我們想達到神經學上，創作天才的根本。
而且我想，通過這些方法，我們離那裡越來越近。
而且我想，希望在未來的10，20年
你將看到真正的，有意義的研究
這些研究能表明科學在跟上藝術的腳步，
而也許我們現在正在開始走向那裡。
感謝你們的時間。 我很感激。
（鼓掌）