学习的时间动力学学习科学中心建在加利福尼亚大学圣迭哥分校（UCSD），是一个跨学科的研究中心，主要就学习的时间动力学进行研究。其首席研究员是加里森·W. 科特雷尔(Garrison W. Cottrell)，执行委员会（Executive Committee）成员是丹·菲尔德曼(Dan Feldman)、安德里亚·A. 齐巴 ( Andrea A. Chiba) 、贾维尔·穆沃兰（Javier Movellan）、伊莎贝尔·高瑟尔（Isabel Gauthier）、托马斯·帕默瑞（Thomas Palmeri）、葆拉·泰拉尔（Paula Tallal）、特里·塞努斯基（Terry Sejnowski）。
一、机构诞生的背景
对于任何层次的学习来说，时间的选择是关键，学习依赖于激励、反映和回报之间时间选择的精密标度结构，大脑对感官经验的时间结构极为敏感。每个层次的学习都有自己的时间动力学及影响学习的时间选择约束。这些层次并不是独立的，而是一个层次上的时间选择约束以一种嵌套的方式影响着另一个层次的学习。
过去十年，神经系统科学的研究显示大脑里进行的内在时间动力学也会加强并限制学习。成功的学习依赖于时间选择，并出现在持续的时间框架里，因此，通过研究学习的时间动力学能够改变儿童的学习能力，也能改变环境来促进学习。然而，只是在最近，时间动力学对于弹性和适应性学习的必要性才成为教学环境中的一个关注点——尽管学习、行动和神经编码的各个方面都与时间相关。同时，在人类学习中更好的理解时间选择所扮演的作用能改善教学技术，并能改变很多人的生活道路。
二、发展现状
2006年9月，美国国家科学基金会（NSF）资助成立了以加利福尼亚大学圣迭哥分校为据点的学习中心，该学习中心的首席研究员是加里森·W.科特雷尔，其成员有40多个，分别来自于美国、加拿大、澳大利亚的认知科学、机器学习和机器人技术、发展与感知心理学、神经科学等领域，合作机构包括罗格斯大学（Rutgers University）、范德比尔特大学（Vanderbilt University），此外，来自加利福尼亚大学伯克力分校、布朗大学、卡耐基－梅隆大学、科罗拉多大学波德分校（University of Colorado at Boulder）、匹兹堡大学、昆士兰大学、萨克研究院（Salk Institute）、圣迭哥州立大学、维多利亚大学、耶鲁大学等研究机构的研究人员也参与了中心的研究工作。
为了使研究活动顺利开展并取得良好的应用效果，学习的时间动力学学习科学中心首先以互联网为基础，对参与课题研究的多个学科领域的研究人员进行了培训，使他们相互之间的协作研究成为可能；其次，他们与当地的学校展开了密切的合作，以开展各种新颖的教育活动；第三，建立了新的公共拓展计划。基于以上三种措施，借助于教育技术的帮助，中心的研究成果可以向课堂教学与现实的学习时间推广，以改进学生与社会公众的学习。
学习的时间动力学科学中心关注四个主要学习方面：感官动力学习，交互记忆系统、知觉专家、与学习相关的社会交互系统，每个网络都是由来自不同机构的主要研究员组成，为了组织这样一个多样化的科学家小组，中心的研究员分成四个研究网络，每个研究网络大约十个研究员，各个研究网络关注如何学习的不同方面。这四个网络为：
1、感官动力学习网络（Sensory Motor Learning Network）。研究联合学习和动力学习的精密时间动力学。领导者是UCSD生物学和神经系统科学教授丹·菲尔德曼。
2、交互记忆系统网络（Interacting Memory Systems Network）。研究记忆系统中交互作用的时间选择。领导者是UCSD认知科学和神经系统科学教授安德里亚·A. 齐巴。
3、知觉专家网络（Perceptual Expertise Network）。研究表征如何出现在知觉专家线上。例如面孔处理。领导者是范德比尔特大学心理学系的伊莎贝尔·高瑟尔和托马斯·帕默瑞。
4、社会交互网络（Social Interaction Network）。研究教育环境中时间是如何影响儿童和成年人之间的交互。领导者是UCSD学院机器知觉实验室主任贾维尔·穆沃兰。
三、研究成果
由贾维尔·穆沃兰领导的社会交互网络, 研究出一种社会机器人RUBI，这种机器人能根据加利福尼亚学龄前儿童的标准教刚学走路的幼儿识别颜色和形状，他们发现在使儿童接受RUBI作为社会人而不是机器时，RUBI对儿童反应的时间选择是至关重要的。
四、目前的研究项目
学习的时间动力学科学中心四个研究网络的研究项目：
1、感官动力学习网络的研究项目：感官系统怎样学习；我们怎样控制我们的身体。（“动力系统（motor system）”）。
2、交互记忆系统网络的研究项目： 研究不同的大脑系统如何共同工作形成记忆，目前的研究项目是学习期间时间如何影响测试成绩；我们大脑中特殊部分每天产生的新脑细胞怎样用于形成新的记忆。
3、知觉专家网络的研究项目：我们在用视觉辨别任务时怎样变成专家。
4、社会交互网络的研究项目：为达到良好的教育结果，教师和学生如何互相影响。
五、评析
1、领衔教授的学术经历及个人兴趣爱好
加里森·W. 科特雷尔：是UCSD计算机科学和工程学系的认知科学家。曾在语言心理学过程建模领域工作，最近几年，他开始关注面孔处理，包括面孔识别、面孔辨认，及面部表情识别。主要研究兴趣认知科学，特别是建立认知过程的工作模型及使用它们去解释心理或神经学过程。
丹·菲尔德曼：是UCSD在生物学和神经系统科学教授，曾指导加利福尼亚大学圣迭哥分校和神经紊乱与中风国家协会的博士后研究。2000年建立了自己的实验室，其主要研究兴趣是大脑皮层区域如何处理和存储感官环境的信息。特殊研究主题（Specific research topics）包括皮质层地图可塑性的联合生理反应（Synaptic Mechanisms for Cortical Map Plasticity）；依赖时间选择的峰值的联合可塑性生理反映和功能（Mechanisms and Function of Spike Timing-Dependent Synaptic Plasticity）；在触须系统中的感官编码（Sensory coding in the whisker system）；
安德里亚·齐巴：是UCSD认知科学和神经系统科学教授，其实验室的主要研究兴趣是获得神经系统的潜在影响、注意力、学习及记忆的更进一步的知识。他们最近的研究分为两条路线：第一条研究路线关注的是神经系统的潜在空间注意力；第二条研究路线关注的是神经系统的潜在影响表征。
贾维尔·穆沃兰：是UCSD认知科学教授及机器知觉实验室主任。机器知觉实验室的目标是了解大脑怎样通过开发解决类似于大脑遇到的那些问题的具体化系统来进行工作，关注用于正常交流渠道的实时感知和与人实时互动的系统（例如：视觉、听觉及触觉方面的信息）。为了这种效果他们正在开发知觉本原（primitives）来探索和追踪人的面孔和识别面部表情；另外，还正在开发整合多种感官特征的盖然论模型和活动。
伊莎贝尔·高瑟尔：是范德比尔特大学心理学系副教授，主要研究兴趣是怎样从视觉上的认识物体，对物体的经验怎样转换为我们视觉系统。当前正在从事的研究是继续探索目标识别中专家的作用。另一个项目是着眼于涉及物体识别的不同视觉区域中空间频率的作用，以及研究视觉和语义系统之间的相互作用。
托马斯·帕默瑞：是范德比尔特大学心理学系副教授，学习科学学院（Learning Sciences Institute）副主任。研究领域是知觉分类和记忆相关方面、物体识别、自动化、注意力。他利用行为研究、认知神经系统科学技术和计算建模去研究作为人类认知的这些方面基础的表征与过程。当前的研究是测试分类的规则和实例，知觉专家的发展，分类和其它记忆种类的联系，知觉分类的大脑功能成像和神经心理学研究，分类决策的动力学。
葆拉·泰拉尔：曾是加利福尼亚大学圣迭哥分校精神病学教授，主要研究兴趣是认知神经系统科学（Cognitive Neuroscience）、语言和中枢听觉处理（Language and Central Auditory Processing）、语言学习障碍（Language-Learning Disabilities）。
当前研究语言发展与紊乱的神经系统基础（Neural Basis of Language Development and Disorders）、语言发展与紊乱的遗传基础（Genetic Bases of Language Development and Disorders）、认知增强治疗策略的发展（Development of Cognitive Enhancement Remedial Strategies）。
特里·塞努斯基：研究兴趣是脑内海马状突起（hippocampus），认为这在学习和记忆力及大脑皮层中扮演主要角色，大脑皮层控制着我们关于世界的知识及怎样和世界相互影响。在他的实验室中，塞努斯基团队使用精密的电及化学方面的监测技术去测量在简单学习形式期间发生在海马神经细胞中关联。他们运用这些研究成果去指导大规模的计算机去模拟这些神经细胞如何工作。通过研究形成的计算机模拟怎样能完成与海马活动类似的工作，塞努斯基希望获得新的关于人脑怎样能学习和储存记忆的知识。
2、研究方向和特点
学习的时间动力学学习科学中心就是要发展一门学习的时间动力学科学，这门科学将时间作为学习过程中一个关键因素。将学习动力学跨越多个时间范围——从毫秒到终身学习——的研究整合起来。从时间观的角度来理解大脑如何学习将有助于阐明课堂上学生如何学习，并期望以科学为基础对教学实践进行改进，从而产生更好的学习结果。
学习的时间动力学研究中心主要就时间在学习中的角色进行研究，这种研究是在多种时间量程和时间系统中进行的。很明显，对学习的时间动力学进行研究，任何一种层次上的描述都不能孤立地进行理解，也不能从某种单一的科学方法上得到解释。这个中心的研究团队整合了机器学习、社会性机器人技术、学习与记忆的神经生物学、电生理学、脑成像技术、行为科学、神经科学等多种学科领域中的成果，发展出了一种新的、整合性的、在多种时间量程上就学习的动力学进行考察的方法。
学习的时间动力学学习科学中心的研究模式从一开始就是合作和跨学科的，中心创建的科学家共同体，在研究一系问题中打破学科和机构的限制，机器学习、心理学、认知科学、神经系统科学、分子遗传学、生物物理学、数学及教育方面的研究员从多种观点关注每一系列问题，并通过对动物、人和理论模型的实验进行连续平行的同步研究。
3、学习的时间动力学学习科学中心是为了探索时间和时间选择对如何学习的影响，中心的成立，使人们认识到时间对学习的重要性，同时，该中心基于网络的研究方法为其他领域的研究提供一条新的思路。
六、建议与启示
1、以网络为基础的研究方法。中心的研究模式是合作的和跨学科的，采用独特的研究方法，创建了四个研究网络，每个研究网络由大约十个来自不同学科有研究员组成，用不同的方法、技能和专业知识研究一些相同的问题。
2、注重学科整合。中心成员来自不同国家的不同学科，创建的科学家共同体打破学科与机构限制寻求一系列共同的研究问题，从不同的角度对影响学习的时间问题进行研究，
3、注重与学校课堂教学相结合。中心的研究员希望改善教师对学习动力学科学研究的理解，同时，也从教师那里了解关于课堂上如何教学生的动力学，通过超越这个过程，使教师走入实验室，确保他们的工作将与真实的课堂联系起来。将他们的研究与教育任务结合，努力研究减少科学发现与应用于课堂的时间，并将对怎样更有效的、高效率的将这门科学从研究实验室转移到课堂的理解作为长期目标。
4、弹性的组织方法。中心是基于一种新颖的组织方式即网络，每一个网络鼓励跨学科、跨机构的团队工作，允许为新的发展进行弹性组合，而不改变总体结构。
(责任编辑：peixinning)
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