Ваш код исправлен:
In [347]: arr = np.zeros((3,10),int)
In [348]: arr[0,[1,2,5,9]] = 1
In [349]: arr
Out[349]:
array([[0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1],
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]])
Это меняет сразу 4 значения. Что еще ты ожидал?