你的大脑如何体验时间

时钟是人类为测量时间而创建的设备。通过社会契约，我们同意根据时间时间协调我们自己的活动。尽管如此，您的大脑并没有通过手表上标准化的分钟和小时数来感知持续时间。我们的经历和记忆中的时间签名完全属于不同的时间性。

在进化过程中，包括人类在内的生物体已经开发出多个生物钟来帮助我们跟踪时间。大脑的各种计时器之间的区别不仅在于测量的时间尺度，还在于神经时钟调整到的现象。一些计时器是由外部过程设定的，例如调整到日光升降的生物钟。这个时钟可以帮助有机体适应一天的节奏。

其他计时器由更多内在起源的现象设定，如海马时间单元，形成类似多米诺骨牌的链信号，精确跟踪时间跨度长达10秒。

今天我们对大脑测量像秒的小时间尺度的机制了解很多。

然而，鲜为人知的是，大脑用来记录我们的经历和记忆的时间尺度可以持续几秒到几分钟到几小时。

经验时间的神经时钟

在体验过程中记录时间的神经时钟正是挪威科技大学Kavli系统神经科学研究所的Albert Tsao和他的同事们所发现的。通过记录脑细胞群，研究人员在脑内深处发现了一个强大的时间编码信号。

“我们的研究揭示了当事件经历时大脑如何理解时间，”曹说。“网络没有明确编码时间。我们衡量的是从持续的经验流中获得的主观时间。“

神经时钟通过将我们的经验流组织成有序的事件序列来运作。这种活动引起了主观时间的大脑时钟。因此，经验和经验中的事件的继承是大脑产生和测量主观时间的实质。

大脑中的时空和记忆

莫泽尔教授说：“今天，我们对大脑处理空间的方式有了相当好的理解，而我们对时间的了解却不那么连贯”。

“大脑中的空间相对容易调查。它由专用于特定功能的专用单元类型组成。它们共同构成了系统的基本要素，“他说。

2005年，May-Britt和Edvard Moser发现了网格单元，它们通过将空间划分为六边形单位来绘制不同尺度的环境。2014年，The Mosers与伦敦大学学院的同事兼导师John O'Keefe分享了诺贝尔生理学或医学奖，他们发现了构成大脑定位系统的细胞。

2007年，在Mosers发现空间编码网格细胞的启发下，Kavli研究所博士候选人Albert Tsao开始着手破解神秘横向内嗅皮质(LEC)中发生的事情的代码。大脑的这个区域紧邻内侧内嗅皮质(MEC)，他的上司Mosers在那里发现了网格细胞。

“我希望找到一个能够揭示这种神经网络功能特征的类似关键操作细胞”，Tsao说。这项任务被证明是一项耗时的项目。

“这些细胞的活动似乎没有模式。莫泽教授说，信号一直在变化。

仅在最近几年，研究人员开始怀疑信号确实随时间而变化。突然，重新编码的数据开始变得有意义了。

“时间是一个非平衡过程。它始终是独一无二的，不断变化，“莫泽教授说。“如果这个网络确实是时间编码，那么信号必须随着时间的推移而改变，以便将经验记录为独特的记忆。”

技术进步

Mosers只需解码单个网格单元的信号，以发现内部内嗅皮质中空间的编码方式。外侧内嗅皮层的解码时间被证明是一项更复杂的任务。只有在观察数百个细胞的活动时，Tsao和他的同事们才能看到信号编码的时间。

“这些神经网络中的活动是如此分散，以至于机制本身可能在于网络内的连接结构。它可以被塑造成各种独特的图案，这意味着高度的可塑性，“Moser教授说。“我认为分布式网络和活动结构的组合在未来可能值得更多关注。通过这项工作，我们发现一个活动区域与活动或体验的时间密切相关，它可能会开辟一个全新的研究领域。“

时间的形状

时间的结构一直是哲学家和物理学家们争论的话题。新发现的大脑的情节时机制告诉我们如何看待时间?我们对时间的看法是否像流动的河流一样线性，或像轮子或螺旋一样周期性?来自Kavli研究的数据表明两者都是正确的，并且时间编码网络中的信号可以根据经验采用多种形式。

2016年，博士候选人JørgenSugar参加了Kavli项目，开展了一系列新的实验，以测试LEC网络编码偶发时间的假设。在一项实验中，大鼠被引入了广泛的经验和行动选择。在参观一系列开放空间环境时，它可以自由奔跑，调查和追逐巧克力。

“在这个实验中，时间信号的独特性表明，在实验持续的两个小时内，大鼠有非常好的时间记录和事件的时间序列，”Sugar说。“我们能够使用来自时间编码网络的信号来准确跟踪实验中发生的各种事件的确切时间。”

在第二个实验中，任务更加结构化，具有更窄的经验和行动选择。训练大鼠追逐巧克力，同时在8字形迷宫中向左或向右转。

“通过这项活动，我们看到了时间编码信号的变化特征，从独特的序列到时间的重复和部分重叠的模式，”Tsao说。“另一方面，时间信号在重复任务期间变得更加精确和可预测。数据表明，大鼠对每一圈的时间性有了更好的理解，但对整个实验中从一圈到一圈以及从开始到结束的时间了解都很差。“

Moser教授表示，研究表明，通过改变你所参与的活动在您的体验内容中，您实际上可以改变LEC中时间信号的过程，从而改变您感知时间的方式。

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