Как мозъкът създава субективното преживяване на времето
Всеки е усетил, в един или друг момент, че времето наистина „лети“, когато се забавляваме. Защо се чувства различно в зависимост от това, което правим с него? Ново изследване изследва неврологичните механизми, които формират субективното преживяване на времето.
Пространството и времето са тясно свързани - не само във физиката, но и в мозъка.
Тази интимна връзка става по-ясна, когато погледнем как мозъкът ни формира епизодични спомени.
Епизодичните спомени са автобиографични спомени - тоест спомени за конкретни събития, случили се на някого в определен момент от времето (и пространството).
Споменът за тази първа целувка или за чашата вино, която споделихте с приятеля си миналата седмица, са и двата примера за епизодични спомени. За разлика от това, семантичните спомени се отнасят до обща информация и факти, които мозъкът ни е в състояние да съхранява.
Епизодичните спомени имат подчертан компонент „къде“ и „кога“, а невронаучните изследвания показват, че мозъчната област, която обработва пространствената информация, е близка до тази, отговорна за преживяването на времето.
По-конкретно, ново проучване разкрива мрежата от мозъчни клетки, които кодират субективното преживяване на времето и тези неврони са разположени в мозъчна област, съседна на тази, в която други неврони кодират пространство.
Новото проучване е проведено от изследователи от Института за системна неврология Kavli в Трондхайм, Норвегия. Алберт Цао е водещият автор на статията, която сега е публикувана в списанието Природата.
Неврони, които се променят с време
Преди повече от десетилетие двама от изследователите, работили по неотдавнашното проучване - Мей-Брит Мозър и Едвард Мозер - откриха мрежа от неврони, наречени решетъчни клетки, които бяха отговорни за кодирането на пространството.
Тази област се нарича медиална енторхинална кора. В новото проучване Цао и колегите се надяват, че ще намерят подобна мрежа от мозъчни клетки, която кодира времето.
И така, те се заеха да изследват невроните в мозъчна област, която е в непосредствена близост до медиалната енторхинална кора (в която бяха открити решетъчни клетки). Тази област се нарича странична енторхинална кора (LEC).
Първоначално изследователите търсеха модел, но се мъчеха да го намерят. „Сигналът се променя през цялото време“, казва съавторът на изследването Едвард Мозер, професор в Норвежкия университет за наука и технологии, също в Трондхайм, Норвегия.
И така, изследователите предположиха, че може би сигналът не се е променил с течение на времето, а че се е променил с време.
„Времето [...] винаги е уникално и се променя“, казва проф. Мозер. „Ако тази мрежа наистина кодираше време, сигналът щеше да се промени с време, за да запишете преживяванията като уникални спомени. "
И така, изследователите се заели да изследват активността на стотици LEC неврони в мозъка на гризачи.
Опитът засяга LEC сигнали за кодиране във времето
За целта Цао и колеги записват нервната активност на плъхове в продължение на часове, през което време гризачите са били подложени на редица експерименти.
В един експеримент плъховете тичаха наоколо в кутия, чиито стени променяха цвета си. Това се повтаря 12 пъти, за да могат животните да определят „множество времеви контексти“ по време на експеримента.
Екипът изследва невроналната активност в LEC, като прави разлика между мозъчната активност, която регистрира промени в цвета на стената, от тази, която отчита прогресията на времето.
„[Невроналната] активност в LEC ясно дефинира уникален времеви контекст за всяка епоха на опит във времевия мащаб на минути“, пишат авторите.
Резултатите от експеримента "сочат LEC като възможен източник на информация за времевия контекст, необходима за формиране на епизодична памет в хипокампуса", добавят изследователите.
В друг експеримент плъховете бяха свободни да се разхождат из открити пространства, избирайки кои действия да предприемат и кои пространства да изследват в преследване на парченца шоколад. Този сценарий беше повторен четири пъти.
Съавторът на изследването Йорген Шугар обобщава констатациите, като казва: „Уникалността на [невронния] времеви сигнал по време на този експеримент предполага, че плъхът е имал много добър запис на време и времева последователност от събития през 2-те часа, в които експериментът е продължил.“
„Успяхме да използваме сигнала от мрежата за кодиране на времето, за да проследим точно кога в експеримента са се случили различни събития.“
Йорген Захар
И накрая, трети експеримент задължи гризачите да следват по-структуриран път, с по-ограничени възможности и по-малко опит. При този сценарий плъховете трябваше да се обърнат наляво или надясно в лабиринт, като през цялото време търсеха шоколад.
„С тази дейност видяхме, че сигналът за кодиране на времето променя характера от уникални последователности във времето до повтарящ се и частично припокриващ се модел“, обяснява Цао.
„От друга страна - продължава той, - сигналът за време стана по-точен и предсказуем по време на повтарящата се задача.“
„Данните показват, че плъхът е имал усъвършенствано разбиране за временността по време на всяка обиколка, но лошо разбиране на времето от обиколка в обиколка и от началото до края през целия експеримент.“
Как LEC невроните кодират опит
Според авторите на изследването, „Когато преживяванията на животните бяха ограничени от поведенчески задачи, за да станат подобни при многократни опити, кодирането на временния поток през опитите беше намалено, докато кодирането на времето спрямо началото на опитите беше подобрено.“
Както Tsao и неговите колеги заключават, „констатациите показват, че популациите на [LEC] неврони представляват времето по своята същност чрез кодиране на опита.“
С други думи, казват изследователите, „нервният часовник“ на LEC работи, като организира опита в точна последователност от различни събития.
„Нашето проучване разкрива как мозъкът осмисля времето, когато дадено събитие е преживяно [...] Мрежата не кодира изрично времето. Това, което измерваме, е по-скоро субективно време, извлечено от непрекъснатия поток от опит. "
Алберт Цао
Според учените констатациите предполагат, че чрез промяна на дейностите и опита може да се промени времевият сигнал, подаван от LEC невроните. Това от своя страна променя начина, по който възприемаме времето.
И накрая, резултатите предполагат, че епизодичните спомени се формират чрез интегриране на пространствената информация от медиалната енторхинална кора с информация от LEC в хипокампуса.
Това позволява „хипокампусът да съхранява единно представяне какво, къде и кога“.
