Nat Neurosci：大脑是如何开始学习的

学过音乐的人都会记得他们触摸琴键时没有经过任何思考，这是因为在学习的时候过程中出现了断点。

根据《自然-神经科学》杂志上一篇论文的观点，这项研究可以解释为什么孩子在学东西的速度比大人快，并且可以告诉大人们用什么样的方式学东西更快让教室更有利于人们学习。

来自加州大学圣芭芭拉分校的大脑研究者对自愿者进行多次脑部扫描，这些自愿者花了几个星期学习了一些数列。研究人员希望看到一些模块是如何一起工作还是相互分离的。

不出意外的，在缓慢阅读渐渐变成快速阅读的过程中控制模块和视觉模块相互之间做了许多交流。大脑中了其他区域也进行了类似的测试。研究人员以此来区分快速学习者和慢速学习者。

区分出快速学习者和慢速学习者是根据他们大脑中一些区域特别是负责策略和解决问题的区域激活的快慢程度。

加州大学圣芭芭拉分校的系统神经学家Scott Grafton说：“任何一名运动员都会告诉你：如果你有能力做一件事，而且你开始思考这件事，特别是这件事的细节，那你就完了。高尔夫运动员会告诉你：训练的时候这么做是可以的，但不适合比赛。”

这次Grafton和获得了麦克阿瑟奖并且专门从事复杂系统理论的物理学家合作。来自宾夕法尼亚大学生物工程部门的Danielle Bassett，将大脑图像分成112个节点，并且将它们识别成复杂的矩阵来揭示大脑内部的社交网络。之后她分析了这些矩阵如何变化，以及如何预测学习差异。

这显示了一个更加动态的大脑地图。

Bassett说：“如果人们学习并且改变自己的行为，他们大脑里也必须有东西发生改变。大脑不可能不变。”

他们发现控制和视觉模块在整个过程中都相互协调，尤其在早期。但很快它们变得更加自主。

Bassett说：“这很有道理。在任务的一开始要求控制和视觉模块合为一体，因为你看到一组音符然后必须用手指演奏出来。随着人们一遍又一遍的练习，它们似乎不需要配合的那么密切了。”

不过这一现象在自愿者中没有发现什么不同。Bassett说：“在每个自愿者身上都发现这种现象。但与大脑其他部分的分离在善于学习者的脑中十分明显而不善于学习者的脑中就不那么明显了。这似乎十分重要。”

额部和前扣带皮层之间的分离似乎是造成学习能力差别的主要原因。这些与认知控制例如策略识别有关。

Bassett说：“这在学习的前期十分重要。”

这一结果可以提供一个解释，为什么孩子在学习一些东西的时候更快，例如音乐。研究表明，孩子大脑中与此相关的区域还没有发育完全。

Bassett说她想将研究范围扩大，来自加州大学圣芭芭拉分校的研究者参与者们都还是学生，其他的一些学习任务似乎更加复杂。对于成年人，他们大脑中的这些区域或许可以通过电磁刺激等方式断开连接。

她补充到，最终这项技术可以帮助找出什么样的教室环境能够帮助孩子学得更快。

甚至更重要的是，研究者使用的数学模型可以改变神经学家构建的大脑地图。

Bassett说：“怎样复杂的系统理论能够让你一次查看所有的数据，并且找出它们的显着特性。”

原始出处：

Bassett DS1, Yang M2, Wymbs NF3, Grafton ST4.Learning-induced autonomy of sensorimotor systems.Nat Neurosci. 2015 May;18(5):744-51. doi: 10.1038/nn.3993. Epub 2015 Apr 6.