在这篇文章中
- 为什么动物学习速度比看起来要快？
- 感觉皮层如何揭示隐藏的认知能力
- 了解与实践之间的区别
- 为什么传统神经科学未能击中要害
- 这可能会如何重塑我们对教育和行为的理解
我们学习的速度比我们想象的要快。
作者：Alex Jordan，InnerSelf.com几十年来，神经科学一直将学习描述为一个渐进的过程。例如，小鼠似乎需要数百次尝试才能掌握哪怕是最基本的任务。人们也认为，人类需要重复、强化和时间才能真正学会某些东西。但一项发表于……的突破性研究…… 自然 约翰·霍普金斯大学的研究人员彻底颠覆了这一观点。
研究团队利用高分辨率脑成像技术，追踪了小鼠听觉皮层神经元的活动，观察它们如何学习将音调与动作联系起来——具体来说，就是何时舔舐以获得奖励，何时不舔舐。传统观点认为，这类任务需要数百甚至数千次的尝试才能学会。但研究人员发现了一个惊人的现象：小鼠的大脑显示，它们在20到40次尝试后就已经掌握了这项技能。那么，为什么它们还会犯错呢？
学习并非表现
答案既简单又具有革命性：表现并不等同于学习。小鼠们迅速掌握了知识，但它们选择去检验它。也就是说，它们知道该怎么做，但偶尔会舔错提示——并非出于无知，而是似乎出于好奇。仿佛它们在问：“这条规则还适用吗？”
用人类的例子来说，想想一个孩子，他已经知道触摸滚烫的炉子很危险，但为了确保安全，还是会把手悬在炉子附近。或者一个学生，他理解了一个数学公式，但为了看看会发生什么，还是会尝试另一种方法。这些都不是困惑的表现，而是探索的表现。而现在，我们首次在神经层面发现了这种区别的证据。
重写感觉皮层的角色
传统观点认为，感觉皮层只是被动的，它只负责处理声音、视觉或触觉等输入信息。而推理、学习或决策等高级认知功能则被认为位于其他区域。但约翰·霍普金斯大学的研究团队发现，感觉皮层不仅在学习过程中活跃，而且还在驱动学习。
研究发现了两种截然不同的神经信号。一种是“奖励预测”信号，它在学习初期出现，并随着小鼠技能的提高而逐渐消失。即使小鼠犯错，这种信号依然存在，表明大脑能够预测结果并实时调整。当使用光遗传学技术干扰这种信号时，小鼠的学习速度显著减慢。
第二个信号与表现相关。另一组神经元控制着舔舐行为的抑制——这对于提升任务执行效率至关重要。这两个神经系统——一个负责获取知识，另一个负责应用知识——功能截然不同，却共存于大脑同一小区域内。这就像发现你家附近的图书馆竟然还兼具高科技指挥中心的功能一样。
错误中的智慧
这项研究最引人深思的结论之一是，错误并不一定意味着失败。相反，它们可能代表了一种深思熟虑的认知策略。这些小鼠并非学习迟钝，而是聪明的测试者。这一区别对于我们如何解读动物和人类的行为至关重要，尤其是在教育或治疗领域。
孩子们常常因为“不够努力”而受到惩罚，而实际上，他们只是在探索某个概念的边缘，试图更深入地理解它。有多少学习障碍的诊断仅仅基于观察到的表现，而没有考虑到知识和表达可能暂时不同步？
对人类的影响
如果小鼠身上存在学习和表现之间的这种分离，那么我们完全有理由相信人类身上也存在这种分离。该研究的主要神经科学家基肖尔·库奇博特拉强调，感觉皮层并非只是被动的基础设施，它也是决策过程中的积极参与者。这改变了我们对学习、记忆乃至智力的理解。
世界各地的教育系统仍然依赖考试来衡量知识水平，尽管这项研究表明，大脑中的知识可能要到很久以后才会体现在行为上。这种认知与表现之间的差距应该促使我们重新思考我们的教学方式、考试方式以及我们对儿童发展里程碑的理解。
这项发现颠覆了数十年的神经科学认知。我们过去对大脑可塑性的诸多认知——例如缓慢、弥散且自上而下驱动——现在看来并不完整。相反，大脑似乎即使在初级感觉区域也拥有模块化系统，能够进行快速学习和行为特异性控制。
这挑战了长期以来人们对认知加工的固有认知模式。它表明，大脑不仅优化了速度，也优化了策略——既要快速学习，又要谨慎运用知识。这也表明，看似犹豫不决或错误的行为，或许正是大脑采取一种智能的、风险评估式的学习方法的一部分。
为什么这会改变一切
这项研究不仅深化了我们对小鼠学习方式的理解，更重塑了关于学习本身的整个争论。通过区分习得和表达，它为我们提供了一个全新的视角，让我们能够审视从幼儿教育到人工智能开发再到心理治疗策略等方方面面。简而言之，它帮助我们解读大脑在学习过程中做出的实时选择。
它还驳斥了“错误就是坏事”这种简单化的观念。有时，错误恰恰证明了学习正在进行——表明系统正在检验、探究和验证知识。仅此一点就足以帮助我们重新审视我们对待学习的方式——无论是在家庭、学校还是政策层面。
所以，下次当你看到有人犯错时，不妨想想：也许他们已经找到了答案。他们只是想看看世人的看法是否发生了改变。
关于作者
Alex Jordan是InnerSelf.com的特约撰稿人。
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文章概要
快速学习发生在感觉皮层，而感觉皮层长期以来被认为只负责处理输入信息。最新研究表明，动物（很可能也包括人类）掌握的知识远超其表现，这揭示了学习行为与外在表现之间的区别。这一发现有望彻底改变教育、心理学以及我们对智能本身的理解。
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