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joseph xia
还记得每次去找导师讨论的场景吗？看着老师神采奕奕的眼神，我们时常表示一脸茫然。如果把老师称为“专家“的话，那么我们会毫不犹豫的把自己叫做”菜鸟“，那么，你有没有想过，导师的大脑和我们的大脑究竟有什么区别呢？为啥导师的大脑里都是idea呢？
2019年11月18日，著名的Cell出版社旗下期刊《Neuron》(神经元)在线刊登了一篇名为“Excitatory and Inhibitory Subnetworks Are Equally Selective during Decision-Making and Emerge Simultaneously during Learning”的研究论文，主要作者来自英、美两国。
在文中，通过对小鼠开展若干研究，作者惊讶的发现，当小鼠学会执行一项新任务时，它们的大脑活动会逐渐从“菜鸟”发展为“专家”，之后，小鼠大脑中的神经元网络会变得更加精致和具有选择性，这可以更好地帮助小鼠进行认知和决策。
从菜鸟到专家
该研究通过测量小鼠大脑中的神经元活动，从而逐渐了解小鼠成为“专家”的过程，许多研究已经表明，几乎所有的动物都需要大约4个星期的学习来使得自己从“菜鸟”变为“专家”。
对此，文章的通讯作者、美国冷泉港实验室（CSHL）的副教授Anne Churchland说：“我们同时记录了数百个神经元的活动，并具体研究了神经元活动在学习过程中起的作用。”
具体而言，来自CSHL、哥伦比亚大学、伦敦大学学院和Flatiron研究所的众多研究人员使用了双光子成像显微镜和大量遗传工具对小鼠进行了研究，结果发现，当小鼠可以训练有素的执行任务时，它们的大脑神经网络会变得更加集中！此时，它们显然已经成为了“专家”！
研究设计
研究人员们从训练小鼠的感知决策任务开始，具体而言，小鼠会以咔嗒声和闪光声形式接受一系列的多感觉刺激，随后小鼠需要通过舔舐研究人员面前的三个喷水嘴来告诉研究人员是高刺激还是低刺激。
其中，中间的水嘴表示中等刺激，左侧的水嘴表示高刺激，而右侧的水嘴则表示低刺激，每当老鼠做出正确的决定时，研究人员会给予他们奖励。
同时，研究人员还通过使用机器学习算法训练了一个称为“线性支持向量机”的小型人工网络来对小鼠的神经活动进行解码，准确度可以达到大约90％。
通过解码，研究人员还发现了大脑中两类特定类型的神经元，即：兴奋性神经元和抑制性神经元，它们分别能过触发正向和负向变化。其中，抑制性神经元对动物具有高度的选择性。
值得注意的是，这些神经元是生物物理模型的一部分，它可帮助研究人员了解决策的工作原理。
研究发现与解释
研究小组发现，神经元在对与特定任务相关的活动做出反应时更具选择性，并且反应的更快，所以专家型小鼠能够更立即地做出反应。
那么，怎么解释这种现象呢？作者表示，当小鼠刚刚开始学习某项任务时，它的大脑神经元的反应会很缓慢，甚至直到做出选择时才会做出反应，但是随着小鼠不断的学习专业知识，这些大脑神经元的反应会更加敏捷，甚至可以提前对任务做出反应。
类似的，如果把小鼠换成人类，当我们还是菜鸟时，我们的大脑会做大量不同的事情，换句话说，我们的大脑神经元会同时参与其他活动，但是，当我们真正成为专家时，我们的大脑神经元就会很专业，也就是说，神经元会完全了解自己将要做的事情。
最后，该研究告诉我们，导师之所以可以称为领域专家，这是来自于他以往的大量学习和研究经验，那么，怎样才能实现从菜鸟转为专家的变形记呢？
答案或许只有：学习！学习！再学习！
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参考文献
https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(19)30848-7
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