Нейробиологи раскрыли секрет чувства времени

Модель, отражающая последовательные изменения в состоянии нейронной сети в ответ на внешний стимул (иллюстрация Buonomano Lab).

Пока физики спорят, существует ли время вообще, биологи пытаются понять, за счёт чего человек ощущает ход времени, когда перед ним нет наглядных часов. Этот секрет, кажется, наконец-то, раскрыли Дин Буономано (Dean Buonomano) и его коллеги из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA).

Если человека лишить ориентиров во времени (от настоящих часов до природных – вроде движения Солнца), он всё же сможет фиксировать ход времени. И на каком-то его промежутке даже с приличной точностью. Правда, если испытуемых просят сказать, когда пройдут пять минут, люди отмечают разные временные промежутки вокруг реального значения.

Однако настоящая загадка – это не ошибки людей в определении времени, а, напротив, сам факт того, что человек «внутри себя» вообще ощущает его ход. Объяснений этому было предложено масса: от сердцебиения до некоего «встроенного часового механизма» в мозгу, вроде часов в компьютере, который, мол, меряет, условно, секунды с минутами и задаёт биологические ритмы. Между тем, каких-то специальных встроенных часов в человеке так и не нашли. Теперь Буономано объясняет – почему.

Нейробиолог утверждает, что функция ощущения хода времени распределена по всему мозгу. Для неё нет какой-то специфической области. И работает эта функция весьма своеобразно.

Учёный приводит такое сравнение: «Если вы бросаете гальку в озеро, рябь на воде будет подписью, говорящей о времени падения. Чем дальше уходят волны, тем больше времени прошло».

Исследователь продолжает: «Мы предлагаем, что подобный процесс имеет место в мозге. Каждый раз, когда он обрабатывает сигнал извне, типа звука или вспышки света, сенсорное ощущение производит каскад реакций между клетками мозга. Каждая такая реакция оставляет подпись, которая позволяет всей сети клеток закодировать время данного события.»

Моделируя на компьютере сеть нейронов, в которых каждая связь менялась в ответ на внешние стимулы, авторы работы показали, что такая сеть могла всегда сказать, сколько времени прошло с момента очередного воздействия, просто исходя из общей картины затухающих реакций на стимул.

Модель также показала, что отметка времени, соответствующая определённому воздействию, кодируется в контексте событий, которые предшествовали ему. То есть, если можно было бы измерить отклик множества нейронов мозга на вспышку света, можно было бы вычислить и другие события, которые непосредственно предшествовали вспышке и указать — когда они произошли.

Для проверки гипотезы Буономано просил добровольцев определить «на глаз» промежуток времени между двумя звуковыми сигналами. Оказалось, что точность такого определения значительно падала, если перед этими двумя звуками испытуемым давали прослушать отвлекающие звуки.

Учёный отмечает, что внутреннее измерение времени лежит в основе таких наших способностей, как распознавание речи и музыки. Потому понимание механизма ощущения времени может оказаться критическим для разбора механизма ряда заболеваний, типа дислексии.

Читайте также о других исследованиях человеческого мозга: показавшем пользу медитации и изучавшем способность веры подавлять боль, удивившем музыкальными галлюцинациями и рассказавшем о пользе сна, приоткрывшем одну маленькую тайну из множества загадок памяти, а ещё – об опытах, нашедших в голове место для нот и клетку Дженнифер Анистон.



Ночные кошмары связаны с самоубийствами

10 января 2007

Шизофренические белки обнаружились за пределами мозга

22 декабря 2006

Крысам снятся зрелища прошедшего дня

20 декабря 2006

Испытано мысленное управление человекоподобным роботом

18 декабря 2006

Сознание людей иногда мешает работать руками

21 ноября 2006