當我們聽一首歌曲的節奏節奏時,或者當紅綠燈處的信號燈呈紅色,而我們正緊張地等待綠色時,大腦中會發生什么?在這種世界的抽象特征下,我們的大腦如何感知時間?一項影像學研究**在人類中發現時間圖存在于大腦的特定區域,即輔助運動區域(SMA)。這項由SISSA教授Domenica Bueti領導的小組進行的研究并發表在PLOS Biology上,結果表明SMA的不同部分(對運動準備和時間知覺都很重要的大腦皮層區域)優先響應不同的持續時間。
根據前后空間梯度,響應相似持續時間的SMA部分在皮質表面上在空間上非常接近。SMA的*前面的部分在*短的持續時間內(200 ms)處于活動狀態,而*后面的位在*長的持續時間(3 sec)處于活動狀態,中間的持續時間導致這些極端之間的皮層激活。這些新穎的發現是SISSA與日本,瑞士和荷蘭的研究機構共同努力的結果,對于獲得洞悉時間感知的計算體系結構的見解非常重要,它們也為時態認知的研究開辟了新的視角。 。
時間的表示
“地形,即處理相似刺激特性的神經元占據神經系統鄰近位置的事實,是一種廣泛用于大腦中代表感覺和運動信息的編碼機制。例如,在我們的主要體感皮層中有人體圖。在這張地圖上,與從腳趾接收信息相比,從手和腕部接收觸覺信息的皮質部分是鄰居。”研究協調員多梅尼卡·布蒂(Domenica Bueti)說,該研究的主要作者是希臘研究員Foteini Protopapa:“我們的發現證明對于時間等非物質事物也存在地形表示。”先前在人類和其他動物中進行的研究表明,SMA與時間感知有關。
“通過我們的工作,我們證明了SMA中的時間是通過地形和持續時間調整來表示的。首先,正如我們之前所說,是指SMA響應相似持續時間的部分在皮層表面的空間上非常接近”。**個是持續時間調整:“我們的結果表明,SMA的不同部分優先響應某些持續時間,其方式是,在優選持續時間內響應較大,而在遠離優選持續時間的持續時間內響應逐漸減弱。此外,我們顯示時態地圖與感知聯系在一起:即SMA中的地圖越好,持續時間感知就越**。這就是SMA代表時間的方式。”
前沿研究
這項研究是通過功能性磁共振成像(fMRI)在超高磁場(即7特斯拉)上進行的,該技術可從洛桑聯邦理工學院(Ecole Polytechnique Federale)獲得。在研究過程中,兩組健康志愿者執行了視覺刺激的時間區分任務,即在計算機屏幕上依次顯示兩幅圖像,持續時間從200毫秒到3秒不等。每個志愿者都必須決定較長時間呈現兩個圖像中的哪個。在志愿者執行任務的同時,通過功能磁共振成像記錄了他們的大腦活動。
感知時間:先天還是后天現象?
這些原始發現引發了許多有趣而有趣的問題。Domenica Bueti解釋說:“我們現在必須了解在SMA中映射的時間是什么:物理時間還是感知時間?映射會隨著感知持續時間的變化而變化嗎?如果觀察者感知到刺激,則映射也會變化嗎? ,它在屏幕上實際顯示的時間是一秒鐘,例如更長(例如一秒鐘半)或較短(例如800毫秒)嗎?而且,在出生時是否有地圖?或者它們是地圖的副產品經驗和教育?這些是我們希望在未來的研究中研究的重要而有趣的問題。”
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