?

誰撥亂了“大腦時間”

2020-05-11 08:43賈禾
科學之謎 2020年3期
關鍵詞:秒表秒鐘計時

賈禾

你有沒有過這樣的經歷:一輛汽車飛快朝你駛來,但是你卻感覺身處于一個慢鏡頭中,汽車的速度變得緩慢,連車牌都能看清楚,直到快要相撞時,它與你擦身而過,你才恍然驚醒。當然,不是每個人都有這樣的驚魂一刻,但幾乎每個人都有過這樣的感慨:假期怎么結束得這么快,我才感覺剛放假啊。

其實上述經歷都代表著人們對時間的判斷,我們認為汽車開得很慢,假期過得飛快。但事實上,我們知道汽車飛速駛過也許僅花費了數秒鐘,假期時光也與上學上班的日子一樣都是一天24個小時,兩者時間并沒有變長或縮短。那么,為什么我們在遇到驚險時,會覺得時間被拉長了,在感覺愉悅時,會感到時間飛快流逝呢?這是因為,我們的大腦被“欺騙”了。

大腦的計時器

科學家已經發現,在大腦中存在著兩類計時器,一種是“時鐘”——視交叉上核,另一種是“秒表”——海馬體中的時間細胞。視交叉上核經過長期的演化,適應了地球的晝夜變化,根據光照的周期變化調控著人們的生命節律,比如晝夜活動、睡眠覺醒和各種臟器活動的節律等。另一種是“秒表”,與周期基本固定為24小時的“大腦時鐘”相比,“秒表”時間細胞的計時方法更加靈活,它們會通過改變放電模式來改變計時周期,因此有越來越多的科學家開始研究時間細胞。

葡萄牙尚帕利莫中心的神經學家喬·帕頓專注于研究時間細胞的計時模式和影響因素,他讓小鼠演示了它們如何用時間細胞計時。

帕頓將口渴的小鼠放在盒子里,盒子中安裝了有延時開關的水龍頭,小鼠第一次按下開關時能喝上一次水,但此后要每經過12秒,按下開關才會再出水。小鼠經過一段時間的適應后掌握了這個規律,帕頓也通過植入小鼠腦內的電極檢測到了時間細胞的放電規律:一些時間細胞在1秒時放電,另一些在2秒時放電……12秒后,時間細胞會提示小鼠繼續去按動出水開關。

計時器被騙了

帕頓的實驗開始進行得很順利,小鼠會“守時”地在第12秒去按動開關,但是幾天后小鼠就沒那么“守時”了,它會在沒到12秒時就去按開關,這是怎么回事,時間細胞出錯了?

帕頓檢查時間細胞的電信號后發現,電信號確實出現了“跳幀”現象。代表1秒的時間細胞放電后,代表2秒的時間細胞不再放電,而代表3秒的時間細胞卻開始放電了,這就導致小鼠的計時加快了,因此不到12秒它就做出了按開關的行為。帕頓繼續追查原因,最后他終于發現了可能的“罪魁禍首”——多巴胺。

多巴胺是一種存在于大腦的神經遞質,它的出現與獎勵、動機、學習、成癮以及注意等多種生理活動相關。大腦中有一個叫做黑質的腦細胞集群,它分為兩個部分:網狀部和致密部。其中致密部的細胞會按照大腦的指令來分泌并運輸多巴胺。帕頓發現,當小鼠想獲取水分時,致密部的細胞會合成多巴胺并將其“運送”到大腦的時間細胞所在的區域,這樣時間細胞的放電節奏就會被打亂,最終使“大腦時間”變快。

為了驗證這個猜想,帕頓需要控制致密部的細胞適時分泌多巴胺,并觀察多巴胺的存在與否對小鼠計時的影響。運用基因編輯技術,帕頓將小鼠分為兩組,分別給它們的致密部細胞添加了兩種光敏蛋白。第一組添加了興奮性的光敏蛋白,當受到光刺激時,致密部細胞就會分泌更多的多巴胺。另一組是抑制性的光敏蛋白,受到光刺激時,多巴胺的分泌就會變少。結果確實跟猜想的一致,第一組小鼠分泌了較多的多巴胺,它們預估的時間會短于實際時間,反之則預估時間更長。

美國休斯頓貝勒醫學院的神經學教授大衛·伊格曼同樣認為時間預估出錯的原因在于多巴胺的干擾,他發現有些治療精神病的藥物會導致多巴胺分泌減少,人們服藥后都反饋稱“感覺時間變慢了”。

伊格曼做了一個與帕頓相反的實驗。他大膽地模擬了跳樓的驚險過程,他讓實驗者從一個30米高的高塔上仰面摔下,掉進底部的安全網中。在下落的過程中,實驗者被要求讀取手腕上的LED顯示器的數字,這個數字的刷新頻率為20次每秒。這個頻率對人眼來說太快了,基本看不清,但是伊格曼猜想,在驚恐狀況下,人們的多巴胺會停止分泌,如果人們的“大腦時間”因此停止或拉長,他們也許能讀到這個數字。實驗不算特別成功,因為志愿者們并沒有看到這個數字,但是在后續的訪問中,志愿者們均表示感覺下落時間在5秒左右,而實際時間僅為2~3秒。

出錯也有意義

在人類社會中,我們通常認為守時是美德,任何事情都最好按時按點完成,因此“走時精準”常常是好鐘表的基本要求,但是“大腦秒表”可以不準時,它走得更快或更慢也有妙用。

基本上,比起休息和假期,沒有人會真心喜歡學習和工作,但是學習和工作占據了生活大部分的時間,能不能讓大腦感覺這部分的時間也過得快一些呢?我們已經知道,多巴胺會影響“大腦秒表”的計時,那么通過調控多巴胺的釋放來調快“大腦秒表”,會不會讓我們工作或學習時不再感到度日如年呢?

老師和老板們常常會用到這個方法。幼兒園和小學的老師經常會在上課時讓學生玩游戲,會給表現好的學生發放小紅花或一些學習用品作為獎勵,這些游戲和獎勵會讓學生感覺愉快,這樣多巴胺就會分泌更多,“大腦秒表”就會被調快,一節課的時間好像眨眼就過去了。人們在加班時通常抱怨連連且效率不高,但公司如果設置了加班費或績效獎作為激勵,同樣多巴胺就會分泌更多,“大腦秒表”加快,人們在加班時就會更加專注和有效率,加班的時間也不會覺得“難捱”了。

遇到危險時感覺時間變慢能給大腦更多的思考和反應的時間,美國達特茅斯學院的神經科學家彼得·賽提出了這個觀點。當我們面對可能危及生命的情況,比如從高空墜落或遭遇車禍時,大腦每秒鐘所接受和所需要處理的信息量會比平時更多。假設大腦平時處理這些信息可能需要5秒鐘的時間,在危急情況下也許只剩3秒鐘的反應時間,這時候大腦就會被多巴胺“欺騙”,“大腦秒鐘”計時變慢,把3秒鐘“拉長”成了5秒鐘,好讓大腦能將信息處理完畢。

其實,不管“大腦秒鐘”是否走時準確,時間流動的速度也不會因此改變,但是我們了解了大腦對時間的認知方式后,就可以讓人們更好地規避危險,改變枯燥的事情,使生活更美好。

猜你喜歡
秒表秒鐘計時
暢游計時天地
時間測量用秒表 秒表用法我來談
腕表計時2.0
無時無刻不在沖刺的人生
地球跑得有多快(外三篇)
蚊子1秒鐘振翅600次(外五篇)
12時計時法與24時計時法的互化
玩轉秒表
24時計時法
基于CC2500 的無線電子秒表系統
91香蕉高清国产线观看免费-97夜夜澡人人爽人人喊a-99久久久无码国产精品9-国产亚洲日韩欧美综合