大脑如何感知时间

挪威系统神经科学研究所的研究人员。Kavli（卡夫里系统神经科学研究所）发现了一个脑细胞网络，该网络定义了我们在体验（体验）和记忆中的时间感。

“该网络为事件提供时间戳，并在体验中跟踪事件的顺序，”位于挪威科技大学的Kavli研究所所长，诺贝尔奖获得者Edvard Moser教授说。 ，NTNU）。感知时间的大脑区域靠近负责感知空间的区域。

时间表达

时钟是人类为测量时间而创建的设备。通过同意不言而喻的社会契约，我们可以按小时协调自己的活动。但是，我们的大脑无法像手表那样以标准单位-分钟和小时来感知时间间隔的持续时间。我们的经验和记忆中的时间特征具有完全不同的时间特征。

在进化过程中，包括人类在内的活生物体已开发出多种生物钟，可帮助我们跟踪时间。大脑中不同天文钟之间的差异不仅在于它们测量的时标，还在于神经钟被调谐到的现象。某些天文钟由外部程序控制：例如，对昼夜节律进行调整以适应日出和日落。此时钟有助于身体适应日常节奏。

其他天文钟由内部现象设定，例如海马细胞，它们会产生类似多米诺骨牌效应的链状信号，可精确测量长达10秒的时间。今天，我们知道大多数用于小规模（例如，以秒为单位）测量时间的大脑机制。相比之下，人们对大脑记录我们的经历和记忆时所使用的时间安排知之甚少，该过程可能持续数秒至数分钟甚至数小时不等。

神经时钟提供丰富的时间

NTNU的Kavli系统神经科学研究所的Albert Tsao及其同事说，在经历过程中跟踪时间的神经钟正是发现的结果。

通过记录一群脑细胞的活动，研究人员确定了大脑深处持续编码信号的持续信号。

曹说：“我们的研究揭示了随着事件的发生，大脑如何理解时间。该网络没有明确地编码时间。我们所衡量的是一种主观的时间感，它是由经历的事件过程产生的。”

神经时钟按事件的有序顺序管理我们的经验流的组织。这种活动会在大脑中产生一个主观时间的时钟。因此，经验和其中的事件顺序是大脑产生和测量主观时间的实质。

大脑中的时空和记忆

莫瑟教授说：“今天，我们对大脑如何感知空间有了很好的理解，而对时间的了解还不那么完整。

大脑中的空间相对容易探索。它由专用于特定功能的专用单元格类型组成。他补充说，它们共同构成了系统的骨干。

2005年，May-Britt和Edward Moser发现了神经网格，它在六边形方块图上以不同比例绘制了我们的环境。2014年，Moser与他的同事和伦敦大学学院的导师John O'Keefe共同获得了诺贝尔生理学或医学奖，以表彰他们发现了构成大脑中定位系统的细胞。

2007年，在Moser发现编码空间的神经阵列的启发下，Albert Cao（当时是Kavli研究所的一名博士候选人）将自己的任务设定为揭开神秘的外侧内嗅皮层（LEC）中发生的现象。大脑的这一区域位于内侧内嗅皮层（MEC）附近，其领导者Moser等人发现了神经网格。

曹说：“我希望找到能够揭示该神经网络功能的类似关键功能细胞。” 这项任务导致了一个漫长的项目。

“这些细胞的活性似乎没有模板。信号一直在变化，” Moser教授说。

直到最近几年，研究人员才开始推测该信号确实会随时间变化。突然之间，先前记录的数据变得有意义。

此图显示了从陡峭的高山进行4个小时的滑雪经历后的间歇时间，其中包括影响滑雪者对时间的感知的事件。这个想法是，经历的时间是事件驱动的，并且可以比时钟更快或更慢地感知。

新发现的生存时间记录在外侧内嗅皮层（LEC）中，标记为绿色。LEC附近是MEC，即负责空间感知的大脑区域（图中未标记）。紧随MEC的是海马体，其结构将时空网络中的信息结合起来，形成情节性记忆。

http://NeuroscienceNews.com的图片版权归KolbjørnSkarpnes和Rita Elmkvist Nilsen / NTNU传播部及Kavli系统神经科学研究所所有。

“时间是一个不平衡的过程。莫瑟教授说，它总是独特且可变的。如果这个网络真正对时间进行编码，则信号必须随时间变化，以便将体验记录为独特的记忆。

技术进步

Moser和他的公司仅解密来自一个神经网格的信号就足以发现内侧内嗅皮层中空间的编码方式就足够了。证明在内侧内嗅皮层中的时间更困难。仅通过查看数百个细胞中的活动，曹及其同事就可以看到该信号编码了时间。

这些神经网络中的活动是如此分散，以至于该机制本身可能是这些网络内部连接的结构。Moser教授说，它可以采取各种独特模式的形式，这意味着高度的可塑性。我相信，将来分布式网络和活动模式的组合值得特别关注。在这项工作中，我们发现了一个与事件或经历的时间紧密相关的领域，可以引发一个全新的研究领域。''

时间形式

时间的结构长期以来一直是哲学家和物理学家之间争论的话题。那么，大脑新发现的情节性时间机制如何告诉我们我们如何感知时间呢？我们对时间的感知是线性的（例如河流的流动）还是周期性的（例如车轮或螺旋形的）？来自Kavli的研究数据表明，两者都是正确的，并且根据经验，时间编码网络上的信号可以采用许多不同的形式。

2016年，博士候选人JørgenSugar加入了Kavli项目，进行了一系列新的实验，以检验LEC网络编码情景时间的假设。在一个实验中，给老鼠提供了广泛的经验和选择。在参观一系列开放环境时，她可以自由运行，探索和追逐巧克力块。

糖说：“该实验中定时信号的独特性表明，该大鼠在两个小时的实验过程中对事件的时间和顺序有了很好的记录。”实验过程中的另一个事件。”

在第二个实验中，任务更加结构化，经验和行动方案的范围更窄。通过在8形迷宫中向左或向右转动，训练大鼠追逐巧克力块。

曹说：“在这次活动中，时间编码信号从时间上的唯一序列变为重复且部分重叠的模式。另一方面，定时信号对于重复性任务变得更加准确和可预测。数据表明，大鼠在每一圈中都有精确的计时感，但是从圈到圈以及从头到尾的计时感都较差。”

摩泽尔教授认为，研究表明，当您改变所参与的活动，改变体验经验的内容时，实际上是在改变LEC中的时间信号，从而改变您对时间的感知方式。