人民網
人民網>>科技

國慶假期過得飛快? 大腦的這種感知失真讓科學家撓頭

2020年10月14日08:10 | 來源:科技日報
小字號
原標題:國慶假期過得飛快? 大腦的這種感知失真讓科學家撓頭

  國慶假期過得飛快? 大腦的這種感知失真讓科學家撓頭

  我們對時間的感覺可能是一切經驗和行為的基礎,但這種感覺卻是一種不穩定的主觀感受,甚至會像海綿一樣膨脹或收縮。情緒、音樂、周圍發生的事情以及注意力的轉移,都會改變我們對時間的感覺,讓我們覺得時間加快或變慢了。例如,比起面對沒有表情的臉,我們在看到憤怒的臉時會覺得時間變慢了﹔越著急鍋裡的水就越燒不開,而愉快的時光卻總是轉瞬即逝。

  針對“是什麼延長和壓縮了我們對時間的感受”這一問題,以色列魏茲曼科學研究所研究人員艾多·托倫、克裡斯托弗·阿伯和羅恩·帕茲在發表於《自然·神經科學》的研究中提出了一種新見解。長期以來便有觀點認為,我們會通過獎賞和懲罰進行學習,而其背后的機制與時間感知存在聯系。如今,這三位研究者發現了支持這種觀點的証據。研究還發現,大腦會不斷對未來將要發生的事情進行預測和期望,正是這種行為決定了我們的時間感知。

  支配時間感知的神經機制還不清楚

  對大腦而言,不同的腦區會依靠不同的神經機制來追蹤時間,而支配時間感的神經機制會隨著不同情形發生變化。

  過去數十年的研究表明,多巴胺在我們感知時間的過程中起著至關重要的作用。多巴胺會對時間感知產生影響,這些影響甚至可能會互相矛盾,引起混淆。一些研究發現,多巴胺的增加會加速動物的生物鐘,使得動物高估時間的流逝速度﹔也有研究發現,多巴胺會讓大腦壓縮事件經過,使時間看起來過得更快﹔還有研究發現這兩種效應都存在,具體要取決於事件背景。

  多巴胺與時間感知的聯系讓研究人員感興趣的部分原因是,多巴胺在獎賞和強化學習中具有功能。舉例來說,當我們收到意外的獎賞(即我們產生了預測誤差)時,多巴胺便會涌入,這一獎賞信號會讓我們繼續保持此前的行為。

  多巴胺對學習過程同樣重要,學習本身就是一種行為與結果的關聯過程,它需要及時將一個事件與另一個事件聯系起來。然而,科學家還沒有弄清楚學習和時間感知在大腦中的整合方式,以及哪些區域參與了這一過程。

  預測誤差越大時間感知失真越大

  以色列科學家發表的最新研究中,受試者會看到兩個數字依次在屏幕上閃爍,通常會在一個零之后再出現一個零。不過,屏幕偶爾也會隨機出現一個正整數或負整數作為第二個數:如果為正,參與者會得到獎金,但如果為負,獎金就會被扣除。實驗中,第二個數字顯示的時長會產生變化,受試者必須報告哪個數字持續時間更長。

  實驗結果顯示,當出乎預料的好事發生時(研究者稱之為“正預測誤差”),這種刺激會讓受試者覺得持續了更久。而不愉快的結果(負預測誤差),則會使大腦覺得這些經歷變得更短暫。這表明,由於對結果的驚訝程度不同,我們對時間的感知也會系統性地產生偏差。研究團隊發現,預測誤差越大,對時間的感知失真越大。如果我們在應對外部信號時會延長或縮短時間感知,那我們也可能會改變自己距離某些行為和結果的感覺,而這反過來可能會影響學習這些事物聯系的速度。

  但是,預測誤差並不是塑造我們時間感的唯一因素。今年9月發表在《神經科學雜志》上的一項研究發現,反復受到短暫刺激的參與者往往會高估稍長間隔的持續時間。這可能是因為這一背景下,對較短暫刺激敏感的神經元變得疲倦,從而使對較持久刺激敏感的神經元主導了對后續刺激的感知方式。類似的,在反復受到長間隔刺激后,參與者會低估稍短時間間隔的持續時間。

  他們建立了一個強化學習模型,該模型能夠預測每個受試者在任務中的表現。此外,他們還對受試者進行了大腦掃描,以此追蹤核殼(與運動學習等功能有關的腦區)中的這種效應。美國加州大學伯克利分校認知神經科學家理查德·伊夫裡與日本科學家合作,曾對大腦活動進行掃描研究,結果表明,右側頂葉的一個區域負責這種主觀的時間體驗。伊夫裡與魏茲曼的三位科學家聚焦了完全不同的大腦區域和機制,但兩項研究均觀察到了大腦對時間感知具有雙向作用。一方面,這說明了大腦中的計時過程呈多樣化。但另一方面,右側頂葉確實與核殼有功能和解剖上的聯系,所以或許是二者的相互作用形成了對時間的綜合感知。

  任何使這種(或其他)相互作用成為可能的規律和計算方式,都可能構成我們感受時間的基礎。但在這些規則和計算方式被確定之前,科學家們隻能依靠時鐘來確定時間了。

  (來源:《環球科學》) 

(責編:趙竹青、呂騫)

分享讓更多人看到

返回頂部