【神經科學】上班上學不遲到,感謝大腦的兩個時鐘吧

如何感知時間的流逝?

作者|Emilie Reas
編譯|林怡德

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圖片來源|tractorgirl66.wordpress.com

一早起床梳洗吃早餐,不知道為何坐立難安,即使不看時鐘,仍總「覺得」快要遲到了。這種不安的感覺源自於大腦內的時鐘,它們能查覺時間的變化,「提醒」我們早餐該吃快一點。

神經學家們相信人體內有獨立負責時間管理的系統,能維持生理時鐘、控制人體動作及感知時間的流逝。

過去,一般認為感知時間的神經系統只有一種,但一項由加州大學爾灣分校(University of California, Irvine)的神經學家發表於《神經學期刊》(The Journal of Neuroscience)的研究表示,大腦可運用兩種神經系統來感知時間的流逝。兩者不僅可以同時進行,甚至會互相競爭。

大腦感知時間流逝的要件有兩個,測量時間和連續「記憶」流逝時間的長短。大腦內位於生理時鐘中心的紋狀體(Striatum),會和周圍的皮質層(Cortex)共同整合各種時間資訊,當人體專注於時間變化時,紋狀體就會變得活躍。而罹患帕金森氏症的患者因紋狀體通路退化,辨別時間的能力也大幅降低。

另外,海馬迴(Hippocampus)長久以來被視為長期記憶的關鍵。最近,科學家們發現海馬迴在記憶時間變化上也扮演著重要的角色。最新研究結果顯示,海馬迴可以記錄某些特別的時間資訊,這也解釋了為何海馬迴受損的病患可記得短期的時間變化,但無法記住長期的時間變化。

發表於期刊的研究中,研究人員用不同的氣味,訓練小鼠分辨時間間隔。實驗分成兩組,研究人員會先為實驗組的小鼠注射藥物短暫癱瘓其海馬迴,來測試海馬迴是否和辨別時間的能力有關。結果顯示,實驗組和控制組同樣能辨別不同的時間間隔(如3分鐘和12分鐘),但卻無法準確分辨相似的時間間隔(如8分鐘和12分鐘)。不過研究人員發現,此情況只發生在長的相似時間間隔上,當實驗組的小鼠在分辨短的相似時間間隔(如1分鐘和1.5分鐘)時,牠們分辨的能力似乎變得更好。這表示海馬迴只限於分辨長的相似時間間隔,大腦另有其他部分負責分辨短的相似時間間隔。

海馬迴雖無法分辨以秒計算的時間,紋狀體仍能記錄下每秒時間的變化。研究人員表示海馬迴和紋狀體的功能或許是相互對立的,當海馬迴功能下降,紋狀體的表現會更有效率。但目前為止,兩者之間的抑制關係並不清楚,有可能是互惠或是單向的。如果紋狀體受損,大腦會產生很多時間處理障礙,這讓科學家們十分好奇,相較之下,是否因此能讓海馬迴辨別相似時間間隔的功能大大提升,研究人員表示相關結果仍須進一步研究。

 
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研究出處:"Your Brain Has 2 Clocks

譯者:林怡德 科教中心特約寫手,從事科普文章編譯。
責任編輯:Kerina Huang

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