科學家發(fā)現(xiàn)“神經(jīng)時鐘”，標記經(jīng)歷和記憶

據(jù)國外媒體報道，目前，研究人員發(fā)現(xiàn)我們的大腦是如何跟蹤記錄時間的，他們指出，大腦細胞的一種特殊網(wǎng)絡(luò)表達了經(jīng)歷和記憶中的時間感。

它本質(zhì)上是為事件提供時間標記，并對時間順序進行跟蹤，就像一個歸檔系統(tǒng)一樣。挪威科技大學凱維利系統(tǒng)神經(jīng)科學研究所工作人員表示，經(jīng)歷時間的大腦區(qū)域被發(fā)現(xiàn)位于大腦空間編碼區(qū)域旁邊。

諾貝爾獎得主、挪威科技大學負責人愛德華·莫澤教授說：“這個大腦網(wǎng)絡(luò)提供了時間標記，并在經(jīng)歷體驗中記錄事件順序。”

莫澤教授稱，這項研究表明通過改變你從事的活動，你的經(jīng)歷內(nèi)容，你實際上可以改變“大腦內(nèi)嗅皮層外側(cè)（LEC）”的時間一信號過程，從而改變你感知時間的方式。

挪威科技大學凱維利系統(tǒng)神經(jīng)科學研究所艾伯特·曹和同事們認為，他們已精確發(fā)現(xiàn)在體驗過程中記錄時間的“神經(jīng)時鐘”。

通過記錄一組腦細胞，研究人員發(fā)現(xiàn)在大腦深處有一個較強的時間編碼信號。艾伯特說：“我們的研究揭示了大腦在經(jīng)歷事件時是如何感知時間的。”

艾伯特指出，我們測量的是來自持續(xù)體驗的一個主觀時間。通過將我們的體驗流程組織成一個有序事件，從而操作運行這個“神經(jīng)時鐘”，這種活動會產(chǎn)生大腦主觀時間時鐘。

莫澤教授說：“現(xiàn)今我們對大腦空間進程有一個非常好的理解認知，而之前我們對大腦時間記錄的認知并不連貫有序。大腦空間是相對比較容易研究的。”

該區(qū)域由從事特定功能的特殊細胞類型構(gòu)成，它們構(gòu)成了該系統(tǒng)的具體細節(jié)。2007年，艾伯特開始破解神秘的“大腦內(nèi)嗅皮層外側(cè)（LEC）”，這是一個大腦區(qū)域，緊鄰著大腦內(nèi)嗅皮層內(nèi)側(cè)，在這里發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)格細胞。

艾伯特說：“我希望找到一個類似的關(guān)鍵操作細胞單元，可以揭曉這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能特征。這些細胞的活動似乎沒有什么規(guī)律可遵循，但是信號始終在變化著。”

直到最近幾年，研究人員才開始懷疑信號確定在隨著時間發(fā)生變化。此時，重新編碼數(shù)據(jù)變得更有意義。莫澤教授說：“時間是一個非平衡進程，是獨一無二、不斷變化的。如果這個網(wǎng)絡(luò)確定是編碼時間，那么這個信號就必須隨著時間的變化而改變，才能將經(jīng)歷記錄為獨特的記憶。”

莫澤教授指出，這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的活動是非常分散的，其機制本身可能就存在于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的連接結(jié)構(gòu)之中。事實上，它可以被塑造成各種獨特模型，暗指較高等級的可塑性。

2016年，博士生喬根·休格加入了凱維利系統(tǒng)神經(jīng)科學研究所的研究項目，執(zhí)行一系列科學實驗，用于測試大腦內(nèi)嗅皮層外側(cè)網(wǎng)絡(luò)如何對情景時間進行編碼。

在一項老鼠實驗中，實驗老鼠被引入廣泛的行動體驗和選擇。它能夠自由奔跑，在一系列開放空間環(huán)境里自由跑動、尋找巧克力塊。休格說：“實驗中的時間信號的獨特性表明，在實驗持續(xù)的兩個小時之內(nèi)，老鼠對時間和時間序列的記錄非常好，我們能夠使用時間編碼的網(wǎng)絡(luò)信號精確跟蹤實驗中發(fā)生各種事件的確切時間。”

在第二項實驗中，任務(wù)將執(zhí)行更狹窄的體驗，其行動選擇范圍更小。這只實驗老鼠被訓練在一個8字形迷宮中向左轉(zhuǎn)或者有轉(zhuǎn)尋找少量巧克力。

艾伯特教授說：“通過這種活動，我們看到時間編碼信號從獨特的時間序列轉(zhuǎn)變?yōu)橹貜汀⒉糠种丿B的模式，另一方面，時間信號在重復性任務(wù)中變得更加精確和可預測。”

數(shù)據(jù)表明，在每一輪實驗中，老鼠對時間的理解都很精確，但對從一輪實驗至另一輪實驗、從開始到結(jié)束的整個實驗過程中，時間的理解性卻都很差。