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人類如何感知時間?科學家發現大腦時鐘機制(圖)

2018-09-01 08:09 桌面版 简体 0
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(圖片來源:公有領域)

【看中國2018年9月1日訊】(看中國記者路克編譯)據外媒報導,德國哲學家馬丁.海德格爾(Martin Heidegger)在20世紀20年代提出,時間持續存在完全是由於其內部事件的結果所致。最近,挪威科學家團隊通過研究愛吃巧克力的老鼠,確認了大腦用來感知時間流逝的機制。

時間感

人造時鐘可以精確地測量時間,但是從人的角度來看,時間的流逝變化不一。當你在準備報稅時會感到時間過得很慢,但當你開心時會覺得時間過得飛快。將自己與任何時間標記(夜晚和白天,手錶或鐘錶)隔離開來,你會覺得時間過得比實際時間少,因為在這種情況下,大腦會縮短時間。

隨著年齡的增長,時間似乎也越來越快,顯然是因為我們的大腦更注重新事物的體驗,而不是我們已經熟悉的事物的體驗。童年時代,我們眼中的一切都是新的和不同的,但是我們越老,我們經歷的越多,新奇的事物就越少。

大腦如何確定我們所經歷的事件的時間取決於情景記憶。每當你記得你過去的關鍵事件時,你就會進入情景記憶,記錄發生的事情,發生的地方,以及發生的時間,這樣做是為了記住我們記憶中的所有經歷。神經科學家知道大腦必須有一種內部時鐘或起搏器來幫助它跟蹤這些經歷並將它們記錄為記憶。

在《自然》雜誌的一篇新論文中,挪威Kavli系統神經科學研究所(KISN)的研究人員稱,他們已經確定了一系列相互連接的腦細胞來提供這種時鐘。它恰好位於大腦用於定位我們在太空中的所處位置的大腦區域旁邊。

隨著「網格細胞」的發現,科學家已經知道大腦是如何在我們的記憶中編碼空間定位的。用於定位的被稱為內側內嗅皮質(MEC)的大腦區域,將我們的環境映射為六邊形單位。

時間所存在的地方

在網格細胞被發現時,對其旁邊的側面內嗅皮質(LEC)的功能還不清楚,部分原因是這些細胞中的電活動似乎沒有固定的模式。幾年前,Albert Tsao和他的KISN同事意識到,這種電活動正是他們期待看到的,可以將人的體驗記錄為獨特的記憶。

我們的時間跟蹤系統必須具有靈活性,因為時間的感知取決於我們處於什麼樣的場景。當你第一次品嚐泰國食物,或當你從事像紙牌遊戲這類的重複性活動時,你的大腦如何記錄時間的流逝將是不同的。大腦通過使系統非常分散來處理這個問題,涉及成百上千個細胞。相比之下,大腦對位置的處理只用到較少數量的特殊細胞。

研究人員在實驗中,觀察了一個叫Marco的老鼠的活動。在第一輪中,Marco可以自由地漫遊大約兩個小時,探索它的環境,尋找它最喜歡的食物:巧克力。研究人員在側面內嗅皮質(LEC)中跟蹤老鼠的大腦活動,然後從錄製的信號中成功地回溯,以確切地驗證在實驗期間發生的各種關鍵事件(如找到一塊美味的巧克力),研究老鼠的大腦是如何做出的反應。

對於第二輪,研究人員設定了老鼠找巧克力活動的界限:它不能自由活動,而是被迫在形狀像八字形的迷宮中左轉或右轉。這中活動範圍的變化出現在神經活動數據中。「我們看到時間編碼信號從時間上的獨特序列改變為重複和部分重疊的模式,」Albert Tsao說道,「在重複性任務中,時間信號變得更加精確和可預測。」研究人員看到了老鼠針對不同的路線,其大腦所反應出時間的不同變化。

研究人員稱,這些結果提供了強有力的證據,證明這個特定的細胞網路的功能是為我們所經歷的事件加上時間印記,並跟蹤它們發生的順序。我們發現了大腦中的一個區域,該區域中的細胞活動與我們經歷的時間或經歷密切相關,它可能會開闢一個全新的研究領域。


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