科学|大脑是如何感受到时间流逝的？( 二 )
大鼠是神经科学家经常“合作”的对象之一 。 在大鼠身上的一项研究清楚地解释了一些细胞是如何标记秒的 。 实验中 ， 大鼠被训练学会按下杠杆喝水 ， 但水只在一定时间后才会出现 。 这些大鼠很快学会了不要太早地浪费体力推动杠杆 ， 这种行为显示了它们的计时能力 。
在大鼠计时的过程中 ， 神经科学家梅洛（Gustavo Mello）用电极“窃听”了老鼠纹状体的神经元 ， 这是一个被认为对时间感知很重要的脑区 。 研究发现了能够按顺序发出电信号的细胞 ， 这一过程跨越了整个等待期 。 这些细胞一直在追踪那些流逝的秒数 。
更重要的是 ， 许多细胞会改变它们的行为 ， 即使时间间隔变长 ， 它们仍然能保持在序列中的正确位置 。
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图中4行代表着大鼠大脑纹状体区域的4个神经元 ， 它们通过按顺序发出信息来标记时间（上） 。 当它们需要计算更长一段时间时 ， 它们的活动会延长（下） ， 填补更大的时间间隔 ， 但发出信号的顺序依旧保持不变 。 | 图片来源：H. MOTANIS AND D. BUONOMANO/CURRENT BIOLOGY 2015
梅洛把这些细胞比作橡皮筋 ， 橡皮筋可以伸长和缩短 ， 这些细胞也可以“伸缩” ， 来填满必要的时间 。 这一结果表明 ， 神经元编码的是相对时间 ， 而不是绝对时间 。
在另一项实验中 ， 参与实验的仍然是大鼠 。 神经科学家范东恩（Antonius VanDongen）和同事将大鼠大脑皮质的神经元移到培养皿中 。 这些细胞通过基因工程被设计成对能蓝光做出反应 。 随后 ， 研究小组用“音乐”来款待这些细胞——他们根据歌曲的节奏和音符精心安排了光的模式变化 。 当“听到”歌曲时 ， 神经元可以分辨出它们是在听古典音乐还是拉格泰姆音乐（一种节奏很有特点的音乐形式） ， 部分是因为不同计时信号的作用 。
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科学家将舒伯特即兴曲组（上）转换成不同的定时光脉冲模式（中） 。 当细胞“倾听”时 ， 他们的活动能够探测到古典音乐在播放 ， 而不是拉格泰姆音乐（下） 。 | 图片来源：H. JU ET AL/J. NEUROSCI. 2015
范东恩认为 ， 这些结果表明 ， 时间处理是大脑的基础 ， 这是一件非常基本的事情 。 一小群神经元可能是一块积木 ， 它们共同搭建起更复杂的时间处理 。
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【科学|大脑是如何感受到时间流逝的？】对大脑计时器工作原理的更深入理解 ， 也可能揭示出更深刻的东西 ， 例如大脑是如何构建现实的 。
我们知道 ， 一些大脑时钟可以在不同的尺度上计时 。 大脑能够将频率各异的信息联系在一起 ， 形成一种有意义的体验 。 有时 ， 大脑也需要将存在微小时间差的信号编织成统一的体验 ， 带我们认识“现在” 。
到目前为止 ， 科学家仍在努力理解所有线索 。 研究人员试图模拟更贴近现实世界的情景 ， 实验也开始变得越来越复杂 。 比如 ， 在现实世界中 ， 我们不会一次只对一件事情计时 ， 而忽略其他事情 。 一些科学家正在努力研究大脑如何跟踪多个同时发生的事件 。 操纵神经元的新技术也将使科学家有机会推进这一领域的研究 。
所有这些都为我们接近时间这个宏大的概念 ， 提供了多个可能的途径 。
参考来源：
https://www.sciencenews.org/article/how-brain-perceives-time
https://plato.stanford.edu/entries/time-experience/
封面图来源：Pixabay
_原题_：我们如何感知时间？
来源：原理
编辑：小林绿子
