科学|大脑是如何感受到时间流逝的？
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人类非常善于记录时间的流逝 。 我们除了在生活中需要优秀的时间管理 ， 我们的身体和大脑所做的几乎所有事情都需要精确的时钟 ， 甚至精确到毫秒 。
时间感是我们行为和感知世界的基础 。 如果没有敏锐的时间感 ， 我们的生活将会变成一团乱麻 ， 无法移动和交谈 ， 更没有办法记忆或学习 。
或许我们平时不会意识到 ， 但即使是走在街上这样简单的行为 ， 都需要身体精密的计时控制 。 肌肉发力 ， 关节稳定 ， 它们必须在一个精确编排的时间序列中发生 ， 只不过这些事情都“伪装”成了日常生活中毫不起眼的一部分 。
时间帮助我们感知世界 ， 那我们又是如何感知时间的？这类问题非常困难 ， 它可能有成千上万种复杂的答案 ， 完全取决于科学家提出的具体问题究竟是什么 。
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严格说来 ， 时间与事件不同 ， 我们并不像感知外界的事件那样感知时间 。 1978年 ， 神经科学家波佩尔（Ernst P?ppel）提出了“基本时间体验”（elementary time experiences）的许多方面 。 我们的时间体验包括时长、非同时性、顺序、过去与现在、时间流逝的变化等等 。 可以说 ， 时间的概念几乎渗透到了大脑进行的每一件事情当中 。
许多科学家认为 ， 大脑中的很大一部分可能都有能力以某种方式感知和响应时间 。 大脑可能包含许多不同种类的时钟 ， 它们以不同的速率运行 。 某些部分处理毫秒的信息 ， 其他部分则记录数十年的信息 。 一些神经时钟负责身体运动 ， 另一些则监控从感官传入的信息 。 大脑的一些部位可以对未来进行时间预测 ， 而记忆的时间则在其他地方处理 。
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大脑中的一些“计时器” 。 研究表明 ， 当一个人被要求估计一段时间时 ， 部分大脑区域（左）会负责处理一些外显计时的方面 。 其他区域（右）则涉及内隐计时 ， 也就是在没有直接要求的情况下 ， 对事件的时长进行计时预测 。 部分大脑区域有重叠 。 | 图片来源：F. PIRAS ET AL/FRONTIERS IN NEUROLOGY 2014
随着神经科学的飞速发展 ， 有关时间感知的神经实验也丰富多彩 。 科学正在逐步揭示出一个令人惊讶的复杂的神经计时系统 ， 它比任何人造钟表都要精密 。 这些“神经时钟”互相影响 ， 它们拼凑在一起 ， 准确地反映出了外部世界中与时间有关的各个方面 。
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从实验的角度来说 ， 研究人员可以利用不同手段窥探大脑和神经的工作——对人脑进行直接研究 ， 派出大鼠作为“代表”参与实验 ， 甚至可以分离出单个的神经细胞 ， 直接在培养皿中观察 。
对人脑的研究是最直接的 ， 因为神经细胞并不是孤立的 ， 它们处于大脑复杂多样的网络中 。 但从某种意义上来说 ， 对人脑的研究又是最麻烦的 ， 因为我们不能真的“打开”人脑去研究 。 神经成像技术的发展帮助研究人员很好地解决了这个难题 。
功能性磁共振成像（fMRI）就是其中的代表之一 。 fMRI的原理可以简单理解成 ， 当神经细胞活跃时 ， 它们需要更多血液和氧气 ， 这种变化能被“扫描”出来 。 人脑的扫描成像揭示了大脑如何处理时间各个方面的线索 ， 暗示了皮质、基底节与小脑的作用 。
神经科学家奥弗拉特（Tobias Overath）和同事设计了“声音被子”的实验 ， 他们将30到960毫秒的极短片段拼接在一起 ， 形成长串的语音 。 大脑扫描显示 ， 随着“声音被子”的长度变长 ， 颞上沟变得越发活跃 。 这项发现是一个极好的例子 ， 说明大脑在将不同的声音片段合并成有意义的单词时 ， 是如何使用精确的计时信息的 。 虽然这个结果并不是直接关于时间或者计时本身 ， 但却是非常有说服力的证据 ， 证明时间如何在一些基本而重要如语言等事物上发挥作用的 。
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通过仔细拼凑语言片段 ， 研究发现颞上沟对较长的声音片段反应更强烈 。 | 图片来源：ScienceNews
奥弗拉特介绍 ， 目前还不清楚颞上沟的单个神经元是如何追踪延长的声音的 。 大脑扫描目前还达不到检测单个神经细胞行为所需的分辨率 。 但对动物的研究或许能提供一些线索 。
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