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快乐的时光总是很短暂?研究发现:预测误差越大时间感知失真越大

2020-10-14 08:43:10 来源:科技日报

我们对时间的感觉可能是一切经验和行为的基础,但这种感觉却是一种不稳定的主观感受,甚至会像海绵一样膨胀或收缩。情绪、音乐、周围发生的事情以及注意力的转移,都会改变我们对时间的感觉,让我们觉得时间加快或变慢了。例如,比起面对没有表情的脸,我们在看到愤怒的脸时会觉得时间变慢了;越着急锅里的水就越烧不开,而愉快的时光却总是转瞬即逝。

针对“是什么延长和压缩了我们对时间的感受”这一问题,以色列魏兹曼科学研究所研究人员艾多·托伦、克里斯托弗·阿伯和罗恩·帕兹在发表于《自然·神经科学》的研究中提出了一种新见解。长期以来便有观点认为,我们会通过奖赏和惩罚进行学习,而其背后的机制与时间感知存在联系。如今,这三位研究者发现了支持这种观点的证据。研究还发现,大脑会不断对未来将要发生的事情进行预测和期望,正是这种行为决定了我们的时间感知。

支配时间感知的神经机制还不清楚

对大脑而言,不同的脑区会依靠不同的神经机制来追踪时间,而支配时间感的神经机制会随着不同情形发生变化。

过去数十年的研究表明,多巴胺在我们感知时间的过程中起着至关重要的作用。多巴胺会对时间感知产生影响,这些影响甚至可能会互相矛盾,引起混淆。一些研究发现,多巴胺的增加会加速动物的生物钟,使得动物高估时间的流逝速度;也有研究发现,多巴胺会让大脑压缩事件经过,使时间看起来过得更快;还有研究发现这两种效应都存在,具体要取决于事件背景。

多巴胺与时间感知的联系让研究人员感兴趣的部分原因是,多巴胺在奖赏和强化学习中具有功能。举例来说,当我们收到意外的奖赏(即我们产生了预测误差)时,多巴胺便会涌入,这一奖赏信号会让我们继续保持此前的行为。

多巴胺对学习过程同样重要,学习本身就是一种行为与结果的关联过程,它需要及时将一个事件与另一个事件联系起来。然而,科学家还没有弄清楚学习和时间感知在大脑中的整合方式,以及哪些区域参与了这一过程。

预测误差越大时间感知失真越大

以色列科学家发表的最新研究中,受试者会看到两个数字依次在屏幕上闪烁,通常会在一个零之后再出现一个零。不过,屏幕偶尔也会随机出现一个正整数或负整数作为第二个数:如果为正,参与者会得到奖金,但如果为负,奖金就会被扣除。实验中,第二个数字显示的时长会产生变化,受试者必须报告哪个数字持续时间更长。

实验结果显示,当出乎预料的好事发生时(研究者称之为“正预测误差”),这种刺激会让受试者觉得持续了更久。而不愉快的结果(负预测误差),则会使大脑觉得这些经历变得更短暂。这表明,由于对结果的惊讶程度不同,我们对时间的感知也会系统性地产生偏差。研究团队发现,预测误差越大,对时间的感知失真越大。如果我们在应对外部信号时会延长或缩短时间感知,那我们也可能会改变自己距离某些行为和结果的感觉,而这反过来可能会影响学习这些事物联系的速度。

但是,预测误差并不是塑造我们时间感的唯一因素。今年9月发表在《神经科学杂志》上的一项研究发现,反复受到短暂刺激的参与者往往会高估稍长间隔的持续时间。这可能是因为这一背景下,对较短暂刺激敏感的神经元变得疲倦,从而使对较持久刺激敏感的神经元主导了对后续刺激的感知方式。类似的,在反复受到长间隔刺激后,参与者会低估稍短时间间隔的持续时间。

他们建立了一个强化学习模型,该模型能够预测每个受试者在任务中的表现。此外,他们还对受试者进行了大脑扫描,以此追踪核壳(与运动学习等功能有关的脑区)中的这种效应。美国加州大学伯克利分校认知神经科学家理查德·伊夫里与日本科学家合作,曾对大脑活动进行扫描研究,结果表明,右侧顶叶的一个区域负责这种主观的时间体验。伊夫里与魏兹曼的三位科学家聚焦了完全不同的大脑区域和机制,但两项研究均观察到了大脑对时间感知具有双向作用。一方面,这说明了大脑中的计时过程呈多样化。但另一方面,右侧顶叶确实与核壳有功能和解剖上的联系,所以或许是二者的相互作用形成了对时间的综合感知。

任何使这种(或其他)相互作用成为可能的规律和计算方式,都可能构成我们感受时间的基础。但在这些规则和计算方式被确定之前,科学家们只能依靠时钟来确定时间了。

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