老鼠，运动学习和做决定
对大脑的早期理解将其视为一个黑盒子，接收感官输入并产生运动反应，而大脑在两者之间的功能是一个谜。
加州大学圣地亚哥分校的Takaki Komiyama对两者之间的关系感到好奇感觉输入，电机输出，以及两者之间的情况。“最让我着迷的是这种动态的灵活性……环境和人类之间关系的灵活性。大脑是我研究的关键元素，”小宫山对杜克大学神经科学研究人员的听众说。
小宫山和他的实验室设计了实验来观察老鼠学习时大脑的变化。具体来说，他们训练老鼠完成一个杠杆推的任务，以回应一个听觉刺激然后使用先进的成像技术来观察特定神经元群的活动。
小宫山的实验设计是基于运动学习的一个标志:一只“专家”老鼠会听到听觉刺激并产生一个信号运动反应每次都是一样的。小宫山的团队很好奇这些可复制的动作是如何习得的。
专注于初级运动皮层小宫山观察到，当老鼠学习推杠杆的动作时，许多不同的神经元放电模式。当老鼠冒险进入“专家”领域时，通常是在大约两周的训练后，这种变化被一种不同试验中相同的活动模式所取代。除了具有一致性之外，这个最终的模式在刺激后更早开始，完成它所需的时间比之前的模式更短。换句话说，在学习过程中，大脑会尝试不同的目标行动路径，然后集中在产生所需反应的最有效方式上。
然后，小宫山将他的注意力转向M2，即次级运动皮层，他观察到它是早期学习试验中最后被激活的区域之一，但在后期试验中是第一批被激活的区域之一。为了测试M2在学习中的作用，Komiyama对训练过的小鼠灭活了该区域，并对它们进行了相同的刺激-运动反应试验。
M2失活的小鼠错过了更多的试验，开始运动需要更长的时间，完成杠杆推杆的效率也更低。从本质上讲，小鼠表现得好像它们从未学习过这种运动，这表明M2对于协调习得的运动行为至关重要。
除了识别运动学习的关键模式外，小宫山和他的团队还致力于理解决策制定。在设计了一个更复杂的推杠杆任务后，需要根据视觉刺激向不同方向推操纵杆，小宫山观察到老鼠的准确率稳定在60%左右。
小宫山假设，这种不准确的模式可以用老鼠对先前试验结果的内部偏见来解释。他设计了一个统计模型，纳入了之前的试验结果。通过进一步的测试，该模型准确地预测了小鼠的错误选择。
的后顶叶皮层(PPC)是大脑中参与决策任务的区域。Komiyama观察到PPC中的神经元预测了小鼠将推动操纵杆的方向。除了在试验期间的运动反应之前活跃外，这些神经元在试验之间的时间也很活跃。
小宫山认为这是内部偏见的神经关联，他假设失活该区域将减少偏见对小鼠选择的影响。果不其然，失活PPC导致了更准确的反应老鼠，从而证实PPC是偏倚的神经来源。
