随着年龄的增长和经验的积累，我们都会成为某种鉴赏家。听过多年喜欢的歌曲后，你可能会注意到一些细微之处，而这些细微之处对于不熟悉的人来说是难以察觉的。或许你在从事销售工作多年后，会成为一个敏锐的人品鉴别者。或者，你可能是少数精通品酒的人之一，能品尝出每一分钱的价值。
无论你掌握了什么来之不易的技能，你比不那么熟练的朋友更能听到、看到、感觉到或品尝到细微差别的能力，都书写在你的大脑中。但究竟在哪里，以及如何实现的呢？构成感知专长的生物学笔触是什么？
一项经典的研究工作通过绘制出长期和密集的感官体验后大脑组织的变化来解决这些问题。总的来说，许多此类研究支持一个可能符合你的直觉的学习模型。也就是说，大脑中分配给离散感官技能的部分——听到中央C音符，感觉拇指尖上的钢琴键——在这些技能被反复调用时会扩大。或者，毫不掩饰地抛开生物学细节：熟能生巧，越大越好。
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但不要急于采纳这个口号。在达拉斯德克萨斯大学最近的一项研究中，迈克尔·基尔加德博士的实验室质疑了大脑尺寸改变与技能提升之间的简单关系。通过研究大鼠的听觉皮层，他们发现，经过训练，“特定技能”大脑区域的扩大只是短暂的，即使能力的变化是持久的。学习似乎不像肌肉那样，训练会增加尺寸，而尺寸会带来力量，学习似乎也涉及到一些大量的修剪。事实上，如果基尔加德的学习理论成立，那么学习的生物学原理和我们的学习体验都遵循一个共同的原则：技能必须从一系列错误中提炼出来。大量的错误。
如果你观察一个人的大脑侧面，专注于听觉皮层的薄片，它看起来会相当均匀，只有少量的血管提供一些方位感。但从功能上讲，它更像是由不同的神经区域组成的拼凑物，每个区域都只“听到”有限范围的声音频率。想象一下，如果听觉皮层是美国，低频音调将主要在加利福尼亚州处理，高频音调在纽约处理，而中频音调则在两者之间处理。
过去几十年最重要的神经科学发现之一是，经过训练后，听觉图（以及许多其他感官图）的“州界线”会被重新绘制。迈克尔·默泽尼希博士实验室的工作特别表明，如果对猴子进行训练，使其能够区分难以区分的声音——例如，两个非常相似的低频音调——那么听觉皮层图的低频区域就会扩大（加利福尼亚州会变得更大，并侵占以前属于内华达州的部分）。其他许多研究都建立在这个基本思想之上，表明阻止皮层扩张也会阻止学习，而且更多的扩张通常与更好的学习相关。皮质扩张和技能学习似乎是紧密相连的。
然而，这种理论的某些方面引起了怀疑。学习真的需要如此大规模地重塑我们的皮层吗？如果储存技能的空间有限，我们如何维持大量的技能？新的学习会不会在一段时间后覆盖旧的学习？
为了解决这些问题，基尔加德和他的团队使用大鼠对“尺寸很重要”这一说法进行了新的测试。研究人员没有通过训练改变听觉皮层图——这条已经证实的途径——而是试图直接，尽管有些人为地重塑它。通过这样做，他们可以分离出地图大小在学习中的重要性：如果只是简单地扩大感官地图，那么它在性能方面能给你带来什么？
直接“写入”听觉皮层的变化当然具有挑战性，但研究人员有一个诀窍。他们的方法是电刺激参与动机学习的大脑区域（基底核），作为训练的替代。通过将这种刺激与扬声器中重复播放的低音调配对，科学家们能够瞄准听觉图的低频部分，并鼓励其扩张。
后来，当对这些大鼠进行音调辨别任务测试时，最初看起来像是经典重绘理论的得分。事实上，拥有更多的皮质体积用于低音调处理与更快的学习速度显著相关。低频图更大的大鼠在三天内学会了区分相似的低音调，而对照组大鼠则需要一周以上的时间。
然而，当研究人员随着时间的推移追踪大鼠时，他们发现听觉图的扩大区域开始缩小，或“重新规范化”。事实上，在35天内，人为扩大的区域已经恢复到原来的大小。但至关重要的是，尽管恢复到皮质现状，但大鼠仍然保留了它们敏锐的感知技能。同样，当基尔加德的研究小组追踪以正常方式训练音调的大鼠的地图变化时——经过数周的艰苦努力，没有人工促进——他们观察到了相同的基本现象。地图变大了，音调辨别能力提高了并且持续了下来，但地图随后又恢复到原来的组织结构。无论是什么将一位技巧娴熟的大鼠与一位辨别能力较差的大鼠区分开来，可能都不是大脑组织的总体差异。
那么什么发生了变化？虽然新习得的感知技能不会在皮质的鸟瞰图中显示出来，但它们肯定具有某种神经生物学基础。基尔加德认为，学习可能源于在更微观层面上的一些简约的调整，涉及到相对少量的神经元和突触。
从某种意义上说，这种观点与其他关于学习和神经功能的观点并没有太大不同。大脑是一个超精细的织布机，它的许多功能都在令人难以置信的小物理尺度上进行调节。或许，微小且难以追踪的物理变化可以累积成技能或行为的改变，这并不奇怪。
然而，这里潜藏着一个大问题。如果新习得的技能最终在大脑中只留下微小的足迹，为什么不在学习过程中更轻松一些呢？为什么还要经历皮层的大功能区域扩张和收缩的麻烦，最终只得出少数几个造成感知差异的微小的神经差异？
这可能是因为你的大脑并不比你聪明。正如你不知道如何在几个最佳且明智的选择的动作中从新手变成专家一样（你怎么可能知道呢？），你的大脑也不知道。在一个描述他的发现的引人注目的理论中，基尔加德推测，扩张的皮质图就像一个搜索委员会。它正在为大脑承担的任务生成大量的候选解决方案，但大脑还不知道如何解决。（我如何区分这些音调？我如何将球投入篮筐？我如何解决那个棘手的微积分问题？）一旦找到一个好的解决方案，搜索委员会就会解散。赋予技能的有效变化会被保留下来，而非有意义的变化会随着地图的缩小而被剔除。
学习可能“看起来”像它的感觉一样，这个想法中蕴含着某种力量。站在精通的制高点上，回顾过去并说出通往专业的捷径是很容易的。但我们和我们的大脑都无法获得这种便利。也许我们只是必须做出很多动作——其中许多是多余的、绕道的，而且完全是错误的——以确保我们偶然发现了一些好的动作。
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