우리의 시간 감각은 우리의 모든 경험과 행동에 대한 발판 일지 모르지만, 그것은 불안정하고 주관적인 것이며, 아코디언처럼 확장되고 계약됩니다. 감정, 음악, 주변 환경의 이벤트 및 우리의 관심의 변화는 모두 우리를 위해 시간을 가속화하거나 속도를 늦출 수있는 힘을 가지고 있습니다. 화면에 이미지가 표시되면, 우리는 화난 얼굴이 중립적 인 얼굴보다 오래 지속되는 것으로 인식하고, 거미가 나비보다 오래 지속되는 거미, 파란색보다 오래 지속되는 색상을 인식합니다. 시계 냄비는 결코 끓지 않으며 우리가 재미있을 때 시간이 날아갑니다.
지난 달 자연 신경 과학 , 이스라엘의 Weizmann Institute of Science의 연구원 트리오는 우리의 시간 경험이 무엇인지에 대한 새로운 통찰력을 제시했습니다. 그들은 시간 인식과 보상과 처벌을 통해 학습하는 데 도움이되는 메커니즘 사이의 오랜 연관성에 대한 증거를 발견했습니다. 그들은 또한 시간에 대한 인식이 다음에 일어날 일에 대한 우리의 뇌의 끊임없이 업데이트 된 기대에 결혼했음을 보여주었습니다.
하버드 대학교 (Harvard University)의인지 적 신경 과학자 인 샘 게르쉬 만 (Sam Gershman)은“모두가‘즐거운 시간이 걸릴 때 시간이 날아 가고있다’는 말을 알고 있습니다. "그러나 전체 이야기는 더 미묘한 일이 될 수 있습니다. 예상보다 더 재미있을 때 시간이 날아갑니다."
.배우는 시간
"시간"은 뇌에 한 가지를 의미하지 않습니다. 다른 뇌 영역은 구절을 추적하기 위해 다양한 신경 메커니즘에 의존하며, 우리의 경험을 지배하는 메커니즘은 한 상황에서 다음 상황으로 변하는 것 같습니다.
그러나 수십 년의 연구에 따르면 신경 전달 물질 도파민은 우리가 시간을 인식하는 방법에 중요한 역할을합니다. 도파민은 주어진 기간에 우리가 얼마나 많은 시간을 겪고 있다고 생각하는지에 수많은 영향을 미치며, 이러한 영향은 혼란스럽게 상충 될 수 있습니다. 일부 연구에 따르면 도파민이 증가하는 것이 동물의 내부 시계를 가속화하여 시간의 흐름을 과대 평가하는 것으로 나타났습니다. 다른 사람들은 도파민이 사건을 압축하여 더 덧없는 것처럼 보이게한다는 것을 발견했습니다. 다른 사람들은 상황에 따라 두 가지 효과를 발견했습니다.
신경 전달 물질은 보상 및 강화 학습 과정에서의 기능으로 더 잘 알려져 있기 때문에 시간 인식과의 도파민의 연관성은 흥미 롭습니다. 예를 들어 예상되는 보상을 받으면 예측 오류로 알려진 것 - 우리는 화학 물질의 서두를 경험하여 미래에 그 행동을 계속 추구하도록 가르칩니다.
.도파민이 시간 인식과 학습 과정 모두에 근본적이라는 것은 우연의 일치 일 것입니다. 메탐페타민과 같은 약물 및 파킨슨 병과 같은 신경계 장애는 두 과정을 모두 변경하고 도파민의 변화를 포함합니다. 그리고 행동을 결과와 연관시키는 자체를 배우기 위해서는 한 사건을 다른 사건과 연결해야합니다. 포르투갈의 Champalimaud Foundation의 신경 과학자 인 Joseph Paton은“실제로 강화 학습 알고리즘의 핵심은 시간에 대한 정보입니다. (Paton은 Simons Foundation에서 자금을 지원하는 Global Brain에 대한 Simons 협업 조사자로서 Quanta Magazine 도 자금을 지원했습니다. .)
그러나 과학자들은 아직 강화 학습과 시간 인식이 뇌에 어떻게 그리고 어디에 통합되는지를 분리하지 않았습니다. George Mason University의 심리학자 인 Martin Wiener는“두 분야는 전통적으로 매우 분리되어 있습니다. "아무도``강화 학습은 동일한 신경 전달 물질 시스템을 사용하고 있는지,시기에 어떤 영향을 미칩니 까? ''묻지 않았습니다."
예측 오류의 전력
새로운 자연 신경 과학 Ido Toren, Kristoffer Aberg 및 Rony Paz의 논문은 그 질문을 더 자세히 조사합니다. 연구 참가자는 화면에서 두 개의 숫자가 플래시를 보았습니다. 일반적으로 0과 다른 0이 뒤 따릅니다. 두 번째 숫자는 다양한 시간 동안 표시되었으며 참가자는 어느 숫자가 더 오래 지속되었는지보고해야했습니다. 그러나 때로는 무작위로, 두 번째 0 대신 긍정적 또는 부정적인 정수가 제시되었습니다. 긍정적 인 경우 참가자는 돈으로 보상을 받았지만 부정적인 경우 돈이 벌금으로 사라졌습니다.
참가자들에게, 결과는 두 번째 자극의 인식 된 지속 시간의 변화로 줄었다. 연구원들이 불렀던 것처럼 예상치 못한 일이 좋았지 만 좋은 일이 일어 났을 때, 자극은 더 오래 지속되는 것처럼 보였다. 부정적인 예측 오류의 환영받지 못한 놀라움은 그러한 경험이 더 짧게 보였습니다. Villanova University의 심리학자 인 Matthew Matell은“기본적으로 우리의 시간에 대한 인식이 우리가 결과에 대해 얼마나 놀랐는지에 의해 체계적으로 편향 될 것이라고 말합니다.
팀은이 패턴이 정량적으로 유지되었으며, 더 큰 예측 오류는 인식 된 시간의 더 이상 왜곡과 관련이 있음을 보여주었습니다. 그들이 구축 한 강화 학습 모델은 작업에 대한 각 과목의 성능을 예측할 수있었습니다. 연구 참가자의 뇌 스캔은 운동 학습 및 기타 기능에 관여하는 Putamen이라는 지역 에서이 효과를 추적했습니다.
당면한 정확한 메커니즘 (및 도파민의 역할)을 고정시키기위한 추가 실험이 필요하지만, 연구는 학습과 시간 인식의 모델에 영향을 미칩니다. Pavlov의 슬로버인 개는 종소리가 음식을 의미하고 음식이 특정한 방식으로 맛이라는 것을 알게되었지만 음식이 임박했다는 것을 알게되었습니다. 그러나 그 시간 구성 요소는 일반적으로 강화 학습 모델의 주변으로 강등되었습니다. 보상의 객관적인 타이밍은 종종 변수로 통합되었지만 새로운 작업이 강조하는 시간 인식의 주관적인 측면은 그렇지 않습니다.
신경 피로의 역할
그 주관 중 일부를 포함시킬 때가 될 수 있습니다. 인간이 신호에 대한 응답으로 시간 경험을 확장하거나 계약한다면, 이것은 특정 행동과 결과가 얼마나 가까이 또는 멀리 떨어져 있는지에 대한 인식을 바꿀 수 있습니다. 이는 그러한 연관성이 얼마나 빨리 배운 지에 영향을 줄 수 있습니다. 예측 오류와 관련된 타이밍 효과는 또한“강화 학습 모델이 무슨 일이 일어나고 있는지 정확한 표현이 될 경우 충족해야한다는 추가 특성을 제공합니다.
Matell은“이것은 미래의 모델러 또는 뇌에 대한 이해를 개발하려는 사람들 에게이 두 시스템이 어떻게 인터페이스하고 있는지 고려해야합니다. Gershman과 그의 박사 과정 학생 John Mikhael
그러나 예측 오류만이 우리의 시간에 대한 인식을 형성하는 유일한 요인은 아닙니다. 지난주에 Journal of Neuroscience 에 발표 된 연구를 수행하십시오. :간단한 자극에 반복적으로 노출 된 참가자들은 약간 긴 시간 간격의 지속 시간을 과대 평가하는 경향이있었습니다. 연구자들에 따르면, 아마도 짧은 지속 시간에 반응하는 뉴런이 피곤해져서 더 긴 기간에 대한 뉴런이 후속 자극이 어떻게 인식되는지에 더 큰 영향을 미치기 때문일 것입니다. (유사하게, 긴 자극에 반복적으로 노출 된 후, 시험 대상자들은 약간 짧은 간격의 지속 시간을 과소 평가했다.)
버클리 캘리포니아 대학교의 리차드 아이 브리 (Richard Ivry)와 함께 작업을 수행 한 일본 국립 정보 통신 기술 연구소 (National Information and Communications Technology)의인지 신경 과학자 인 마사 미치 하야시 (Masamichi Hayashi)는“자극 프레젠테이션의 맥락을 바꾸면 참가자들이 어떻게 그 기간을 어떻게 인식 하는지를 조작 할 수있다”고 말했다. 뇌 활동의 스캔은 오른쪽 정수리 엽의 영역 이이 주관적인 시간의 경험을 담당한다고 제안했습니다.
하야시와 이브 브 (Ivry)는 와이즈 만 과학자들과는 완전히 다른 뇌 영역과 메커니즘에 초점을 맞추었지만 두 연구 모두 시간 인식에 비슷한 양방향 효과를 관찰했다. 한편으로, 이것은 뇌에 분산되고 다양한 시간 유지 과정이 어떻게 분포되어 있는지 보여줍니다. 그러나 올바른 정수리 엽은 푸 타멘과 기능적이고 해부학 적 연결을 가지고 있다고 하야시는 말했다. 광범위한 규칙과 계산으로 인해 그러한 상호 작용 (및 다른 사람)이 가능해지는 시간은 우리의 시간 경험에 기초 할 수 있지만, 그들이 지적 될 때까지 과학자들은 기대에 따라 시계 또는 시계 만 볼 수 있습니다.
이 기사는 Le Scienze 에서 이탈리아어로 재 인쇄되었습니다 .
