今天早晨你上班準(zhǔn)時(shí)嗎？除了感謝交通大神的保佑外，你還得抽時(shí)間感謝一下自己的大腦。大腦內(nèi)部異常精確的
生物鐘使得我們可以感知時(shí)間的流逝，這項(xiàng)技能對(duì)于實(shí)現(xiàn)許多日常功能尤為重要。如果缺乏追蹤時(shí)間流逝的能力，我們?cè)缟峡赡軙?huì)在浴室里一直耗下去。要是沒有某種不安的感覺在提醒，我們很可能開得過久而錯(cuò)過了固定的高速出口。
但是，大腦如何生成這個(gè)可精確調(diào)節(jié)的心理時(shí)鐘呢？神經(jīng)科學(xué)家認(rèn)為，我們有不同的神經(jīng)系統(tǒng)來處理不同類型的時(shí)間，比如，維持晝夜的節(jié)奏，控制精細(xì)的身體運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)，以及感知時(shí)間的流逝。直到前不久，多數(shù)的神經(jīng)科學(xué)家仍然相信后一種時(shí)間處理——就是那種會(huì)警告你吃早餐耽誤的時(shí)間太久了的——是由同一個(gè)大腦系統(tǒng)支持的。然而，新的研究表明，單一神經(jīng)時(shí)鐘的模型可能過于簡(jiǎn)單了。近期，加州大學(xué)歐文分校的神經(jīng)科學(xué)家在《神經(jīng)科學(xué)期刊》上發(fā)表了一項(xiàng)新的研究，該研究表明大腦實(shí)際上有另一套方法來感知時(shí)間流逝。該作者還提出，這第二套生物鐘不僅與主神經(jīng)的時(shí)鐘平行工作，甚至還有可能與之競(jìng)爭(zhēng)。
過去的研究表明，大腦中一個(gè)叫紋狀體的區(qū)域是我們中心生物鐘的核心，它與周圍的大腦皮層整合時(shí)間信息。比如，當(dāng)人們留意時(shí)間過去多久時(shí)，紋狀體就會(huì)被激活；然而，對(duì)于帕金森氏綜合癥患者，他們?nèi)狈r(shí)間的概念。帕金森氏綜合癥是一種神經(jīng)功能退化病，打斷了患者大腦中對(duì)紋狀體的輸入。
對(duì)于時(shí)間流逝的
感知，要求大腦不僅能夠測(cè)量時(shí)間，還得保持對(duì)時(shí)間流逝的動(dòng)態(tài)記憶。科學(xué)家們?cè)缫寻l(fā)現(xiàn)，大腦中一個(gè)叫海馬體的區(qū)域?qū)?jīng)驗(yàn)記憶非常重要，F(xiàn)在，他們相信，該區(qū)域在記憶時(shí)間流逝方面同樣重要。對(duì)動(dòng)物腦部生物電的紀(jì)錄研究表明，海馬體內(nèi)的神經(jīng)元會(huì)對(duì)特定時(shí)刻有反應(yīng)，但追蹤事件并非一定需要海馬體的參與。值得注意的是，海馬體受到損傷的人仍然可以精確記住短期時(shí)間的流逝，但記憶長(zhǎng)的時(shí)間間隔則會(huì)產(chǎn)生困難。這些發(fā)現(xiàn)暗示，海馬體對(duì)響應(yīng)某些時(shí)間信息很重要，但不是對(duì)全部信息都重要。若如此，這個(gè)時(shí)間編碼用來做什么，為什么會(huì)這么有選擇性？
研究人員試圖通過訓(xùn)練大鼠區(qū)分不同的時(shí)間間隔來解開這個(gè)迷團(tuán)。他們通過獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制來訓(xùn)練大鼠選擇不同的氣味，從而能夠讓大鼠顯示出它們感知到的時(shí)間流逝。在一些試驗(yàn)之前，科學(xué)家還給大鼠注射了一種能夠暫時(shí)抑制海馬體活動(dòng)的試劑。這樣，他們就可以測(cè)試正常工作的海馬體對(duì)區(qū)分不同時(shí)間間隔的必要性。
同對(duì)照組大鼠一樣，海馬體不工作的大鼠可以區(qū)分較大的時(shí)間間隔（比如，3分鐘和12分鐘），但對(duì)于相似的時(shí)間間隔（比如8與12分鐘）卻束手無策。這表明海馬體對(duì)區(qū)分相似的時(shí)間間隔很重要，但對(duì)于差異很大的間隔卻不是必須的。但奇怪的是，這種模式僅僅在較長(zhǎng)的時(shí)間跨度下成立；海馬體不工作的大鼠不僅能區(qū)分較短尺度的時(shí)間間隔（比如1比1.5分鐘），并且能夠區(qū)分得更好。
所以，海馬體響應(yīng)時(shí)間流逝時(shí)，它還扮演著一個(gè)特別的角色。它特別能夠區(qū)分大尺度下的相似時(shí)間間隔——大約是幾分鐘。當(dāng)你知道自己沐浴了10分鐘而不是15分鐘時(shí)，你應(yīng)該感謝自己的海馬體。但當(dāng)你感知到1和1.5分鐘，或者20分鐘與1小時(shí)的差異時(shí)，則是其它的大腦區(qū)域接管了內(nèi)部計(jì)時(shí)器。
盡管海馬體具備這樣高度特化的功能有點(diǎn)怪，但這與我們已知的它在其它方面功能相符。海馬體最出名的是它分區(qū)重疊物體或交叉經(jīng)驗(yàn)的能力，即一種稱為模式分離的過程。這個(gè)研究表明它的模式可分辨經(jīng)驗(yàn)的多個(gè)層面，探測(cè)到物體、場(chǎng)所和時(shí)間間隔的微妙差異。
對(duì)于按秒計(jì)時(shí)發(fā)生的事情，海馬體可能不會(huì)察覺，但我們的確能夠追蹤這些很快速的瞬間？紤]到紋狀體可追蹤以秒為單位的時(shí)間，作者認(rèn)為海馬體和紋狀體可能會(huì)相互競(jìng)爭(zhēng)，比如海馬體休息時(shí)，紋狀體可能會(huì)比平時(shí)工作得更高效。盡管我不建議你損壞自己的海馬體（那樣你會(huì)招致更嚴(yán)重的問題），但那樣做在理論上的確會(huì)強(qiáng)化你追蹤極短時(shí)間間隔的能力。
目前仍不清楚這種抑制關(guān)系是相互的還是單向的。如果海馬體和紋狀體確實(shí)是獨(dú)立的、競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)鐘，紋狀體會(huì)抑制海馬體嗎，會(huì)像海馬體削弱紋狀體一樣嗎？科學(xué)家已知紋狀體損傷會(huì)招致一大堆時(shí)間處理上的故障。但是，將海馬體調(diào)整到高速檔會(huì)帶來特別的超能力嗎——比如特別能夠區(qū)分相似的長(zhǎng)時(shí)間間隔？這還需要進(jìn)一步的研究。
因此，如果你明天上班準(zhǔn)時(shí)，要感謝的不僅僅是一個(gè)，而是你大腦內(nèi)部的多個(gè)時(shí)鐘，和一個(gè)健康的
海馬體。
來源：科學(xué)公園
