查爾斯·J·林姆本可能成為一名專業的爵士薩克斯管演奏家。他成長於一個音樂世家，早年就表現出音樂天賦。他崇拜約翰·Coltrane，並在哈佛大學就讀期間指揮過一支爵士樂隊。雖然他最終進入醫學院，但他選擇的專科（耳鼻喉科）部分原因也是出於他對音樂的興趣。作為約翰·霍普金斯醫院的聽力專家和外科醫生，他為患者進行人工耳蝸植入手術，以恢復聽力，使聾人能夠欣賞音樂。他作為藝術家的感性和熱情繼續影響著他的研究。在過去的十年左右，他至少一半的研究工作都集中在大腦在深度創造力瞬間被啟用的區域。正如他所說，他想了解 Coltrane 夜復一夜地在他的薩克斯管上進行精彩即興演奏時，他的大腦中發生了什麼。
林姆現在是加州大學舊金山分校的教授，以及美國國立衛生研究院的神經學家艾倫·R·布勞恩，他們開發了一種方法，用於研究高水平爵士音樂家在創作音樂時的大腦。受試者在功能性磁共振成像 (fMRI) 機器中演奏非磁性鍵盤，該機器會拍攝他們的大腦影像。然後，科學家們將即興演奏期間的神經活動與演奏記憶樂曲時的神經活動進行比較。林姆還可以在掃描器中透過外部鍵盤與音樂家互動，或者像音樂家所說的那樣，交流即興樂句。
以下是林姆在約翰·霍普金斯大學時接受採訪的節選。
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科學家為什麼要研究創造力？
雖然我認為創造力很了不起，但我並沒有把它捧上神壇。 我將其視為一種非常正常的生物過程，有些人能夠將其提升到極其深刻的水平，但從根本上來說，它是人類文明以及我們如何進步的基本要求。 它滲透到人類生活的方方面面。 我不認為有哪種特質比創造力更能促使我們作為一個物種進化。
從科學的角度來看：如果這是一種生物行為，如果人類是具有創造力的生物，我們真的應該像研究任何其他複雜的生物行為一樣研究它。 此外，由於它似乎很重要，不僅對藝術很重要，對生活也很重要，因此我們可能應該更好地理解它。
為什麼即興演奏是研究創造力的理想活動？
創造力有很多種形式。 對於科學研究而言，你真正需要的是原型創造性行為，要意識到它並不能代表所有的創造性行為。 寫小說是一種創造性行為，但在 fMRI 掃描器中很難做到這一點，而且需要一年左右才能完成的事情很難研究。 音樂即興演奏是自發的。 時間尺度相對簡潔，這意味著每次你這樣做時，你都可以合理地將其限制在一個時間框架內，並期待獲得藝術相關的結果。 這對音樂家來說是一項自然的任務。 因此，時間尺度對於科學實驗來說是自然的。
在嘗試按需召喚創造力時，您面臨哪些挑戰？ 音樂家通常不會在科學實驗室裡找到繆斯女神。
音樂家是自我選擇的一群人。 我沒有強迫他們參與。 他們都很喜歡這個想法。 這種體驗在前一兩分鐘是陌生的，然後就變得出奇地舒適。 你在一個管子裡，裡面很黑，你只有耳機——這幾乎就像一個感覺剝奪室，你唯一做的事情就是彈鋼琴。 這真是一個奇怪的彈鋼琴環境，但沒有什麼可以分散你的注意力。 事實上，我認為在這種環境中，音樂非常令人欣慰，因為它是這個環境中唯一正常的事情。 我們使用的鋼琴音質不是最好的。 那個房間裡非常吵。 但沒有音樂家抱怨，他們都彈得很好。 有時音樂家會感到尷尬，因為他們無法像平時那樣演奏，但在我看來，他們演奏得非常好。
請告訴我們您在實驗中使用的鍵盤，以及您如何使其適應 fMRI 工作。
這樣做主要的問題是人體工程學和磁性。 你必須有一個鍵盤，當你躺在一個狹窄的管子裡時，它也能工作。 我自己多次進入掃描器，思考使這項工作順利進行的最佳方法。 我們決定鋼琴應該放在你的腿上，你的手在你面前呈自然的傾斜角度，但你的眼睛——因為你是躺著的——不能向下看。 我們使用了鏡子，所以你向上看一面鏡子，這面鏡子指向另一面指向鍵盤的鏡子。 最後，即使你直視前方，你也在看著你的手。
管子的尺寸使得我們只能有 35 個琴鍵。 我想把它們做成全尺寸，這樣演奏者就會感覺比較自然。 我當時與一位設計 MRI 相容裝置的工程師合作，他和我大概把這個裝置運送到全國各地 10 次來調整它。 這是一個為期兩年的過程。 我們必須設計的是一個 MIDI 鍵盤——用於樂器數字介面——這樣鋼琴就不會發出聲音。 每次你按下一個音符，它都會向計算機發送一條數字訊息，說明按下了某個音符。 我使用了一個名為 Logic Pro 的程式，它有一個鋼琴模擬器。 當你按下某個音符時，計算機程式會透過耳機播放該音符。 當你這樣做時，感覺非常像你在自然地彈鋼琴。
在創造力過程中，大腦在神經學上會發生什麼？
就我的研究表明，創造力是一項全腦活動。 當你在做一些有創造性的事情時，你正在調動你大腦的各個方面。 在即興演奏過程中，大腦的前額葉皮層會發生有趣的活動轉變，其中稱為外側前額葉區域的廣大區域會關閉，基本上是為了讓你對前額葉皮層產生明顯的抑制作用。 這些區域參與有意識的自我監控、自我抑制以及評估你即將實施的行為的正確與錯誤。 與此同時，我們看到前額葉皮層的另一個區域——內側前額葉皮層——開啟。 這是大腦中參與自我表達和自傳敘事的焦點區域。 它是所謂的預設網路的一部分。 它與自我意識有關。
您的工作對教育有什麼影響？
如果我們能夠理解大腦中實際發生了什麼變化，從而可能減少有意識的自我監控——這是許多專業音樂家正在做的事情，也是業餘音樂家無法做到的事情——那麼，當有人試圖學習成為即興演奏者時，這是一個非常有趣的目標，值得考慮。 我認為這對於描述是什麼產生了出色的即興演奏，以及專家們自然而然地做了什麼具有啟示意義。 教師如何利用這一點並將其運用到課程中是完全不同的另一回事，但我認為這裡有值得思考的東西。
許多研究人員目前正在調查創造力。
您認為為什麼會出現這種興趣的匯聚？
我們有一些分析大腦活動和大腦功能的新方法，這些方法使我們能夠提出科學家可能無法回答的問題。 我認為這在很大程度上說明了科學家的一般方式。 科學家在很大程度上是一群相當保守的人。 他們不是那種想要回答藝術方面最高風險問題的人。 變數太多，很難解釋，而且沒有太多資助。 它不是以疾病為基礎的，等等。 現在我們看到，好吧，這些是值得提出的合理問題，我們有合理的方法來嘗試回答這些問題。 我們需要了解創造力如何影響大腦，以及如何在教育系統中實施創造力，如何鼓勵孩子們發揮創造力。
您如何回應那些稱 fMRI 研究為高科技顱相學的懷疑論者和批評家？
這是一個有趣的批評。 說頭皮的形狀是某種特定的形狀，和說大腦的某個區域在生理上是活躍的，這兩者之間有很大的區別。 我們真正想做的是在藝術家做一些獨特的事情時，瞥一眼藝術家的大腦。 請記住，我們使用的這種方法——fMRI——是一種非常非常推斷的方法。 它在很多層面上都完全不精確，充其量你只是在推斷一種與某種行為模式相關的活動模式。 每種方法都有其內在的侷限性，這應該是這樣的。 最後，你想要或希望的是，許多不同的方法，而不僅僅是 fMRI，被應用於同一個問題，這樣你就可以看到收斂的資料。
然而，我們使用 fMRI 是有原因的。 它向我們展示了很多我們以前從未真正看到過的東西，那就是人類行為以其最複雜的形式即時發生。 但我非常批評任何認為 fMRI 掌握一切答案的人。 使用過它之後，我知道它沒有。 另一方面，這並不意味著我們不應該提取我們能夠提取的東西。 我的意思是，這是一種很酷的方法。
您的創造力研究對您作為外科醫生的工作以及人工耳蝸有什麼影響？
事實上，我做我所做的事情的原因是因為我熱愛音樂。 這就是我想要成為一名聽力專家的原因。 這使我主要治療聽覺的外科疾病。 人工耳蝸植入可能是治療嚴重感覺障礙的最佳方法，這意味著目前沒有其他感覺像聽覺一樣可以透過人工耳蝸植入來恢復。 這些東西在技術上令人驚歎。 然而，它們也非常有限。 它們最令人驚歎的地方是為一生中大部分時間都聽力正常的人或天生聾啞並透過植入獲得聽力的人產生語言。
但音樂完全是另一回事。 大多數裝有人工耳蝸的人都聽不清音樂。 我的大部分研究都致力於嘗試瞭解裝有人工耳蝸的聾人在音樂感知方面的侷限性。 我希望嘗試改進這一點。 這也是我研究的很大一部分。
對我來說，我工作的這兩個部分都受到將崇高帶給聾人的想法的驅動。 從聾啞到貝多芬第九交響曲的想法非常了不起。 我很樂意能夠帶某人到達那裡。
創造力的關鍵可能來自對音樂家大腦的成像。 圖片來源：Charles J. Limb
您的創造力研究下一步是什麼？
“輪流四小節”研究，即我在掃描器中與音樂家交流即興樂句，仍在進行中，對自由式說唱歌手的研究也是如此，我相信這代表了有史以來首次對嘻哈音樂的神經科學研究。
我正在進入的下一個真正方向與試圖闡明我們對大腦獎勵機制及其與創造力關係的研究所關。 為什麼我們喜歡有創造力？ 為什麼我們喜歡感知創造力？ 當有人即興演奏時，就快樂或獎勵中心而言，會發生什麼？ 神經學上的滿足感在哪裡？ 它如何根據音樂的情感內容而變化？
我一直想知道：為什麼我們喜歡悲傷的音樂？ 為什麼它讓我們感覺更好而不是更糟？ 這是大腦中發生的一種有趣的倒置。 儘管我們試圖避免生活中的悲傷，但在藝術，尤其是在音樂中，我們幾乎會趨之若鶩。 總的來說，效果非常積極。 即興演奏也會引起類似的反應：當你自發地創作悲傷的音樂時，你會得到什麼？ 你會得到快樂嗎？ 愉悅？ 獎勵的基礎是什麼？ 這是我正在努力的方向之一。
對於柯川如何在他的薩克斯管上不斷即興創作傑作，您的最佳答案是什麼？
我最好的答案，說實話，是他練習了。 他是一個痴迷者——他痴迷地練習，即使是在演出之後。 他會演出，然後回到他的酒店房間練習。 而且我認為他痴迷於一個遠遠超出表演的想法，遠遠超出評論家或聽眾的想法。 他真正追求的是某種音樂上的完美：擁有一個他以前從未有過的想法的能力，讓這個想法深刻，同時能夠執行這個想法。 這真是三個了不起的目標。 我認為他知道，他甚至接近目標的唯一方法就是讓他的號角一直在嘴邊。