十、学习效果 vs 学习过程（原博文发表于2006.9.11）
目前已有的知觉学习研究（特别是fMRI、PET和ERP等脑功能研究），基本上是这样的范式：前测、训练、后测，然后比较前测和后测之间的差别。利用这样的范式，基本上测量的是学习效果（学习的表现），而不一定是学习过程（学习的机制）。可以用怎样的实验方法研究学习本身的机制呢？Clark & Lavond；Krupa & Thompson (1993)的兔子实验提供一个很好的思路。
在这个研究里，训练兔子听到铃声就眨眼，这是一个经典条件反射的例子，很基本的学习。研究者已知，在完成眨眼反射这个任务时所需要的脑区及其回路关系。比如，有两个脑区，LIP和red nucleus（红核）对于这个任务的完成很重要，LIP的活动发生早于red nucleus。研究者想测量哪个脑区对于这个任务的学习很重要，而哪些仅仅是对这个任务的表达很重要。
《图片来源：Biological Psychology, James Kalat》
研究者选择了三组兔子来探讨这个问题。第一组，在训练的同时抑制了LIP区；第二组，抑制red necleus；第三组是控制组，训练时没有进行任何处理。研究比较了三组兔子的训练-学习曲线。发现，当训练了3个session之后，控制组的兔子就能很好地学会眨眼反射；然而，第一组和第二组的兔子在训练过程中一直没有表现出学习效应，训练了6个session还是不会听到铃声就眨眼。这提示，LIP和red necleus对于学习效果的表达有重要作用。那么，这两个脑区是否是学习过程的必要条件呢？研究者接下来将第一、二组兔子的脑区抑制解除，观察LIP和red necleus功能都正常时的训练-学习曲线。结果发现，一旦解除red necleus的抑制，兔子立即表现出了明显的学习效果，可以很好得完成眨眼反射；然而，即使解除LIP的抑制，兔子还是需要经过一定的训练才能学会眨眼反射。这个发现很好得证明了LIP对于学习过程（学习本身的机制）有重要作用，而red necleus仅仅与学习效果表达有关。如果仅仅red necleus功能失常，因为LIP在red neucleus之前兴奋，学习还是能发生，只是不能将其正常表达出来。
这种关于动物的条件反射学习的实验方法能否应用于人类身上呢？首先，需要知道一个任务在学习前和学习后需要哪些脑区参与及其时间先后关系，可以结合fMRI和ERP的方法；接下来，在训练过程中对于这些脑区分别进行抑制处理，可以采用TMS结合MRI的方法，这是一种可逆性损伤技术，只要磁刺激不超过一定的频率，在同一个人身上多次使用也不会产生副作用; 然后, 观察某个脑区抑制时训练-学习曲线, 以及抑制恢复之后的训练-学习曲线。
这种方法实现起来可能有一定的困难. 现有的TMS技术只能抑制靠近头皮的脑区,对于深度脑区的抑制效果和定位精度都大大下降。另外,还有一个问题是, 如果有一个脑区, 在执行任务时并不需要, 但是可能对于学习过程很重要, 用以上方法是不能把这个区域找到的。
另一个方法是, 在训练时同时记录被试的ERP和fMRI, 观察是否存在任务执行之外的脑区或特征ERP存在。 这个方法只是一种相关研究,而不像TMS这种方法可以确定脑区的必要性。另外,有很多研究提示学习可能发生在训练之后的时间, 可以采取什么方法把这段时间脑内的机制测试出来?
困难重重...