來源:生物探索
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據(jù)說,愛因斯坦曾做過這樣一個實驗:讓一個男人與美女對坐一個小時,他會覺得似乎只過了1分鐘;但如果讓他坐在熱火爐上1分鐘,卻會感覺過了不止1小時。光陰似箭、度日如年,人們創(chuàng)造出了截然相反的詞語來描述時間流逝的速度。然而,至少在地球上,時間流逝的速度不會改變。那么,我們對時間的感知為何會有如此大的差異呢?
來自葡萄牙里斯本Champalimaud中心的神經(jīng)科學(xué)家解答了這個問題。他們通過操控小鼠大腦黑質(zhì)的多巴胺神經(jīng)元,改變了動物對時間的感知,使它們過長或者過短估計持續(xù)的時間間隔。在這項發(fā)表于Science雜志上的研究中,這些科學(xué)家首次確定了動物感知時間的神經(jīng)環(huán)路。
多年來,該研究小組一直在致力于時間判斷背后的神經(jīng)科學(xué)研究。時間流逝是一個難以捉摸的概念,從神經(jīng)生物學(xué)角度研究它更是具有很強的不確定性。與視覺和聽覺不同,時間判斷無法追溯到眼或者耳這些感覺器官,這使得其神經(jīng)基礎(chǔ)更難闡明。
此外,時間的客觀存在及其它的流逝,對我們普通人而言毋庸置疑,但是理論物理學(xué)家可能不這么認(rèn)為。但是,估計時間的能力顯然對任何動物生存都是至關(guān)重要的。比如,一只在地勢開闊的草地上采食的兔子,它停留的時間越長,被其他捕食者發(fā)現(xiàn)的幾率就越大。時間觀念對于從環(huán)境中提取信息,預(yù)料事件發(fā)生的時機并采取適當(dāng)行動至關(guān)重要。
那么,我們大腦中是如何產(chǎn)生如此重要的主觀經(jīng)驗的呢?
多巴胺神經(jīng)元活性與時間估計有關(guān)
為了解開這個謎題。研究人員選擇將焦點放在大腦黑質(zhì)致密部的一種神經(jīng)遞質(zhì)——多巴胺上。影響時間估計的諸多因素,如動機、注意力、感官變化、新奇性等都與多巴胺神經(jīng)通路有關(guān)。并且,此前的研究發(fā)現(xiàn),多巴胺在在時間處理中扮演者重要角色。黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元缺失的帕金森病人往往出現(xiàn)時間感知障礙。此外,黑質(zhì)致密部的多巴胺神經(jīng)元投射到紋狀體,該小組此前的研究發(fā)現(xiàn)這一腦區(qū)攜帶的信息影響著時間判斷相關(guān)的行為。并且,移除這些輸入到紋狀體的多巴胺神經(jīng)元將損傷對時間的感知能力。
在這項研究中,科學(xué)家們首先訓(xùn)練小鼠進行時間判斷任務(wù),他們讓小鼠估計兩個聲音之間的時間間隔,判斷這段間隔是比1.5秒長還是短。并用鼻子觸碰兩邊的端口來表明自己的選擇。實驗中,聲音之間的時間間隔不斷變化,正確估計時間間隔的小鼠將會獲得獎賞。
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