这就是你的大脑如何分辨时间

这就是你的大脑如何分辨时间
你的大脑:时间机器 Sinelab

你的大脑一直在计算:说话的节奏、下次吃零食前的时间、短信之间可怕的停顿。如果没有这些计算,你就会误解朋友的动机,或者(可怕的是)错过吃甜甜圈的时间。那么你聪明的大脑是如何无缝计算你的生活的呢?

神经科学家尚未完全理解精确的神经舞蹈。但研究人员知道,你无法只指出头骨中的某个区域。

我们大脑灰质的不同部分对不同的时间任务做出反应,而大脑成像可以帮助我们分析哪些区域负责什么任务。从随着乐句打鼓到判断讲座持续了多长时间,这些专门的区域共同塑造了我们的时间感知。

1. 秒表

当你的大脑从周围环境中接收到信号(例如一缕薯条的香味)时,辅助运动区 (SMA) 会充当计时器:刺激持续时间越长,其活动就会增加。只要外部信号仍然存在,SMA 内的神经元就会激发,为大脑的其他区域保留信息。

2. 记忆中心

如果没有短期记忆,你就无法估计时间。短期记忆位于右下额叶皮层,就在前额后面。例如,为了计算婴儿哭声的长度,这个区域会追踪哭声的开始和结束时间。如果没有记忆,哭声的开始会在几秒钟后从大脑中消失。

3. 序列排序器

为了提高效率,人类必须能够识别一系列事物的顺序。单词中的音节、排舞的舞步以及早晨穿衣服的过程都是按既定顺序发生的。在 MRI 研究中,当我们整理这些东西时,大脑的海马体会亮起来,这是一种活动信号。

4. 守门员

小脑负责协调肌肉运动,因此它参与各种计时任务,尤其是保持节拍。在研究对象中,这个区域在预测计时任务(例如敲击节奏)期间会像迪斯科球一样亮起来:它可以帮助您决定两次敲击之间应该等待多长时间。

5. 奖励计数器

如果你喜欢吃巧克力,那么如果你知道它会来,你很可能会等上一段时间。为此,你可以感谢一种形状奇特的神经元簇或细胞核,即基底神经节。它领导着一个被称为延迟折扣的过程,它会根据收益告诉你应该等待多长时间——或者不等待多长时间。

数十亿个滴答作响的钟表

神经科学家仍在争论一团细胞究竟是如何追踪时间的。最新的想法被称为群体时钟理论,认为遍布大脑的神经元,而不是大脑中央的一块灰质,都在不断运转。刺激——比如开始走路上班——会触发神经元开始放电,形成一种发光细胞模式,指示时间过去了多少。每个回路都充当着一个独特的时钟;一条路可能得到一个集群,而一辆过往的汽车得到另一个集群,从而在我们的大脑中产生无数的计时器。科学家认为大脑的不同区域会读取这些回路,这就是为什么你可以同时过马路、听音乐和发短信。

本文最初发表于《大众科学》杂志2017年9/10月刊“时空之谜”专栏

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