Активность теменной коры связали с субъективным ощущением времени

Психологи выяснили, что изменение субъективного восприятия времени связано с десенситизацией надкраевой извилины теменной доли мозга. После того, как добровольцам предъявляли серию коротких стимулов, те воспринимали промежутки времени как более длинными, а активность теменной коры в ответ на короткие сигналы снижалась. Авторы статьи, опубликованной в журнале The Journal of Neuroscience, полагают, что субъективное ощущение времени «хранится» именно в надкраевой извилине.

Восприятие времени не постоянно. В зависимости от ситуации (например, от того, движемся мы или нет и насколько сосредоточено наше внимание) небольшие промежутки времени могут казаться нам дольше или короче. Условия, которые влияют на восприятие времени, изучены хорошо, а вот какие нейронные структуры и механизмы стоят за этим, ясно не до конца. Согласно одной из моделей, нейроны, которые воспринимают промежутки времени (предположительно, они находятся в надкраевой извилине теменной доли мозга), могут десенситизироваться, то есть привыкнуть и слабее реагировать на временные отрезки, которые регулярно повторяются. Если гипотеза верна, то разница в восприятии времени возникает уже на нейронном уровне.

Масамити Хаяси (Masamichi Hayashi) и Ричард Иври (Richard Ivry) из Калифорнийского университета придумали эксперимент, с помощью которого можно проследить за изменчивостью восприятия времени как на психологическом, так и на физиологическом уровне. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) они наблюдали за активностью мозга 18 добровольцев, которые проходили тест на различение промежутков времени.

Использовали три варианта теста: в первом на экране перед участниками на фиксированное время (от 350 до 650 миллисекунд) появлялся серый круг, а затем участники слышали звуковой сигнал длительностью 500 миллисекунд. Нажатием на одну из двух кнопок добровольцы отмечали, какой из двух стимулов показался им более длинным. Во втором и третьем вариантах перед тестированием проходила фаза адаптации: на экране 30 раз подряд серый круг появлялся на 200 (адаптация к коротким стимулам) или 700 (к длинным) миллисекунд.

В предыдущем исследовании было показано, что после адаптации восприятие временных промежутков изменяется: если до теста предъявляли серию коротких стимулов, отрезки времени кажутся более длинными, и наоборот. Действительно, участники эксперимента с большей вероятностью отвечали, что зрительный стимул длиннее звукового, если до этого они проходили адаптацию к медленным стимулам, и наоборот (p = 0,006).

После адаптации менялась и активность правой надкраевой извилины (p = 0,016): после серии коротких стимулов уровень кислорода в крови (сигнал BOLD) в этой области был снижен в ответ на короткие тестовые стимулы, а после адаптации к длинным стимулам — на длинные. Это можно объяснить тем, что нейроны, которые реагируют на короткие промежутки времени, после адаптации к ним десенситизируются и слабее реагируют на похожие по длительности стимулы, поэтому и в целом ответ коры на такие сигналы ниже. На длинный же стимул после серии коротких реагируют нейроны, чувствительность которых не снижена, и активность надкраевой извилины не изменятся.

Аналогичный эффект обнаружили и в средней височной извилине обоих полушарий: активация этой области тоже менялась, если длительность тестового сигнала была близка к той, для которой проводили адаптацию (p < 0,05).

Психологическое восприятие времени коррелировало с изменением активности надкраевой извилины: чем вероятнее человек ошибался в оценке длительности стимула, тем ниже была активность этой области коры (коэффициент корреляции r = 0,645, p = 0,004). Корреляция же активности средних височных извилин с поведенческим ответом оказалась незначимой. Поэтому ученые предположили, что в височной коре кодируется длительность физического стимула (согласно информации из зрительной коры), а надкраевая извилина создает уже субъективное ощущение времени, которое может меняться и не совпадать с реальной длительностью временных промежутков.

Полученные результаты свидетельствуют в пользу гипотезы, что чувство времени возникает в результате популяционного кодирования, то есть активности целой группы нейронов. Вероятно, существуют нейроны, чувствительные к промежуткам различной длительности, и соотношение их возбуждения определяет чувство времени. Если в определенной группе нейронов возникает привыкание, то стимулы соответствующей длины будут в большей степени распознавать клетки, ответственные за другую длительность, а вся популяция будет давать смещенный ответ.

На восприятие времени также влияют дофаминовые нейроны среднего мозга. Когда исследователи оптогенетически выключали их, у крыс нарушалось восприятие стимулов разной длительности.

Алиса Бахарева