Часовник или брояч имаме в главата си за отчитане на времето?

Ваня Милева Последна промяна на 09 август 2024 в 00:00 2569 0

Мозък и време

Кредит DeviantArt CC BY-NC-ND 3.0
Резултатите от това проучване имат важни последици за нашите познания за възприемането на времето и неговата невронна основа..

Усещането за време е фундаментален аспект на човешкия опит, но лежащите в основата му невронни механизми остават до голяма степен загадъчни. Учените отдавна спорят дали мозъците ни използват вътрешен часовник или друг метод за проследяване на времето.

Известно е, че предната цингуларна или поясна кора (anterior cingulate cortex) подпомага вземането на решения, паметта и поведенческата гъвкавост, които изискват интегриране на информация във времето.

"Работата ми отдавна е съсредоточена върху това как мрежите от неврони се променят, в отговор на стимули, действия, резултати или контекст. За този проект всъщност се интересувахме от това как се променя очакването за награда, когато вероятността за награда се променя, и открихме някои интересни резултати, които водят до нова конкретизация на грешката при прогнозиране на наградата (Hyman et al., 2017 - Neuron). Започнахме да проучваме как реагират мрежите от неврони по време на тази задача и открихме устойчива промяна, която настъпва извън промените във вероятността за възнаграждение", разказва авторът на изследването Джеймс М. Хайман (James M. Hyman), доцент в Университета на Невада, Лас Вегас.

"Възприятието за време е една от темите от Свещения граал на неврологията. То е едно от онези неща, които всички ние изпитваме, променяйки се ежедневно в живота си, но невронните основи на този психологически феномен са неизвестни. За това изследване не си бяхме поставили за цел да изучаваме възприемането на времето, но данните разкриха, че мрежите се променят бавно по време на сесията. Всяка мрежа от различни животни се променяше по един и същи начин и с еднаква скорост. Това ни доведе до заключението, че става въпрос за обработка на времето".

Експериментът

Изследователите провеждат проучването си с помощта на пет мъжки плъха, които са настанени индивидуално и са ограничени в храната си до 90 % от теглото ѝ при свободна консумация. На плъховете са били хирургически имплантирани микродискове за записване на невронната активност от предната цингуларна кора. След като се възстановяват от операцията, плъховете изпълняват задача без вземане на решение, при която те пъхат нос в един от трите отвора, за да получат награда. Портовете са с различна вероятност за получаване на награда, като вероятността за получаване на награда се обръща по средата на всяка сесия. Този дизайн гарантира, че задачата е оптимална за изследване на промените в невронната активност без влиянието на вземането на решения или променливите проценти на наградата.

По време на експериментите плъховете изпълняват тестовете със свое собствено темпо, което води до разлики в това колко време е необходимо на всеки плъх, за да изпълни всички опити. Изследователите записват невронната активност на плъховете по време на опитите и анализират данните, използвайки усъвършенствани техники за идентифициране на модели в активността на невронните ансамбли (групи от неврони, работещи заедно).

Цингуларната или поясна кора (anterior cingulate cortex) в жълто. Кредит:  Wikimedia Commons

Проучването разкрива, че ансамблите на предната част на цингуларната кора показват бавен, плаващ модел на невронна активност по време на изпълнението на задачата. Този дрейф е силно свързан с броя на опитите, които плъховете са изпълнили, а не с фактическото изминало време. Това откритие предполага, че предната част на кората на главния мозък проследява времето чрез отчитане на преживяванията, а не чрез използване на вътрешен часовник.

"С този набор от данни можехме да си зададем въпроса дали времето се следи от вътрешен часовник или от брояч, тъй като животните завършваха опитите с различно темпо", разказва Хайман пред PsyPost. "Установихме, че промяната в мрежата корелира с броя на опитите, следователно става дума за брояч, а не за часовник. След това можехме да преминем към обратната страна и да се запитаме, добре, ако това е брояч, тогава каква би била прогнозата за времето за различните събития и установихме, че тя варира между различните животни. Животните, които работят бързо, техните мрежи се движат по-бързо, а животните, които работят по-бавно, имат мрежи, които се променят по-бавно."

"Тъй като механизмът, който открихме в мрежите на предната цингуларна кора на плъховете, бе толкова фундаментален, имаме всички основания да смятаме, че подобни промени настъпват и в мозъка на приматите", продължава Хайман. Откритията показват, че "възприятието за време в ума се влияе от нашите дейности и преживявания. Това може да бъде използвано, за да се контролира усещането ни за изминалото време. Ако нещо е неприятно и искате да отмине, например лош обяд, тогава бих ви предложил да се занимавате с енергична дейност. Разходете се, поиграйте на игра, прочетете книга, направете нещо, което да придвижи невронните ви мрежи "напред", така да се каже. Това ще отдалечи лошия спомен."

"От друга страна, ако нещо е наистина приятно, тогава се задръжте в това пространство. Не променяйте нищо за известно време. Не започвайте нова дейност. Просто седнете и се наслаждавайте. Това не е особено оригинален съвет, но сега, когато знаем, че невронните мрежи, които според нас са отговорни за ъзприятието за време в поведенчески мащаби (от десетки минути до часове), работят по този начин, съветът придобива по-голяма тежест."

По-нататъшният анализ показа, че това отклонение е последователно при различните плъхове и сеанси. Изследователите използват математически модели за прогнозиране на броя на опитите и времето въз основа на невронната активност и установяват, че прогнозите им са много точни, когато се основават на броя на опитите, а не на времето на часовника.

"Това, което ни изненада, бе консистентността на тези ефекти при различните животни и мозъци", отбелязва Хайман. "Успяхме да създадем доста прости модели на данни въз основа на невронната активност на едно животно и да предскажем какъв брой опити е завършило друго животно само въз основа на неговата мрежова активност. Това се случва доста рядко, тъй като всеки мозък е различен и със сигурност невроните, които случайно срещаме с нашите записи, са различни при всяка сесия. Тъй като използвахме начина, по който мрежите се променят, а не това, което мрежите правят, успяхме да прогнозираме за различните мозъци."

Ограничения на изследването

Макар че това изследване предоставя убедителни доказателства, че мозъците ни проследяват времето въз основа на преживяванията, то има и ограничения. Задачата, използвана в изследването, е без вземане на решения, което означава, че плъховете не са избирали в кой от портовете да си пъхнат носа. Този пасивен аспект може да е повлиял на невронната динамика на предната цингуларна кора по различен начин, отколкото при задача, включваща активно вземане на решения. Бъдещите изследвания трябва да проучат как активните задачи влияят върху невронните представи за времето.

Друго ограничение е, че изследването е проведено върху плъхове и макар че мозъчните им структури са подобни на човешките, съществуват различия. Освен това изследването е фокусирано върху сравнително кратък период (десетки минути). Остава да се види как функционират невронните представи за времето при по-дълги периоди от време, например часове или дни. Бъдещите изследвания трябва да проучат дали същите механизми се прилагат и за тези по-дълги периоди от време.

Значение на изследването

И накрая, въпреки че изследователите са установили обща тенденция на невронен дрейф, корелиращ с преживяванията, специфичният принос на отделните неврони и как те се комбинират, за да формират ансамблова динамика, изискват по-нататъшно проучване. Разбирането на тези сложни взаимодействия ще бъде от решаващо значение за пълното разбиране на начина, по който нашите мозъци възприемат времето.

"Основна уговорка е, че как тези резултати се отнасят към психологическия феномен на усещането колко време е минало, това е наистина спекулативно, тъй като не можахме да попитаме плъховете колко време смятат, че е минало", отбелязва Хайман. "Дори и тогава способността на плъховете да следят точно времето, което минава по часовник, ще се различава от нашата, тъй като ние постоянно виждаме часовници през целия ден и можем да калибрираме собственото си вътрешно разбиране."

"Това вероятно се различава значително при отделните индивиди, а също и при отделните задачи за тези индивиди. Завладяващо е да се замислим как нашият съвременен свят с повсеместното присъствие на часовници променя и помага на всички нас да усъвършенстваме вътрешните си модели за протичане на времето. Въпреки това всички данни, с които разполагаме, все пак сочат, че тези вътрешни модели се основават на натрупването на опит или събития."

Резултатите от това проучване имат важни последици за нашето разбиране за ъзприятието за време и неговата невронна основа. Като демонстрира, че преживяванията, а не вътрешният часовник, управляват нашето усещане за време, това изследване оспорва дългогодишни предположения и открива нови пътища за изследване на времевата обработка в мозъка.

"Проблеми с възприятието на времето често се срещат при невродегенеративни и психиатрични разстройства и тези ефекти могат да доведат до сериозни затруднения в общуването с другите и до когнитивни грешки, които водят до грешки/неуспехи в работата", обяснява Хайман. "Тези неща могат да доведат до негативни последици в личния и професионалния живот, които могат да доведат до лоши резултати, да увеличат депресията и безнадеждността. Надяваме се да разберем този когнитивен процес, така че един ден,да можем да идентифицираме стратегии, интервенции или терапии, които могат да помогнат на хората с такива разстройства. Първо, трябва да разберем как мозъкът създава психологическите явления, преди да можем успешно да променим тези явления, за да помогнем на хората."

Справка:  “Temporal information in the anterior cingulate cortex relates to accumulated experiences,”  Ryan A. Wirt, Talha K. Soluoku, Ryan M. Ricci, Jeremy K. Seamans, and James M. Hyman; Current Biology; Published:June 21, 2024 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.05.045 

Източник: Scientists uncover a fundamental aspect of time perception, Eric W. Dolan, PsyPost

Виж още за:
Най-важното
Всички новини

Още от Човекът

Коментари

За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !