時間是萬物的歌詠
2019-04-12 07:27:50 來源: 科技日報
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  你是不是也有這樣的感受,回憶里的童年總是過得十分緩慢,長大后的年歲卻總是白駒過隙?幸福快樂的時候,時間好像很短;痛苦難過的時候,時間又變得漫長。

  事實(shí)上,我們對時間的感知的確與情緒和記憶有關(guān)。

  學(xué)界經(jīng)常研究的一個例子是在極端恐懼的情緒下“變慢”的時間流速,比如車禍瞬間、高空跳傘、海嘯來臨,在許多親歷者的敘述中猶如電影的慢動作鏡頭。

  戴維·伊格爾曼在2007年的一個著名實(shí)驗(yàn)中,要求被試者進(jìn)行高達(dá)31米的自由落體(下方有安全網(wǎng))并估計(jì)全程時間,被試者估計(jì)時長較實(shí)際時長普遍要多1/3。

  然而,我們?nèi)祟惒]有直接感知時間的功能,那時間知覺到底是哪兒來的呢?答案很簡單:依賴所有感官輸入。我們聽到、見到、觸摸到的一切,構(gòu)成了有節(jié)奏的外界事件。這些事件,就是時間從我們身上流淌過去的痕跡和見證。

  雖然每個人對時間變化的感知參差不齊,認(rèn)知心理學(xué)家仍然發(fā)現(xiàn)了一些影響時間感知的普遍規(guī)律。那么,我們到底是依賴什么樣的機(jī)制感受時間呢?

  兩種時間機(jī)制假說

  此前在動物實(shí)驗(yàn)中,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)從靈長類如猴子、嚙齒類如小鼠,到野外的蜂鳥和家養(yǎng)的鴿子,都對時間十分敏感,并且具有估計(jì)和預(yù)測短至毫秒、長達(dá)數(shù)小時時間的能力。其中一項(xiàng)著名的實(shí)驗(yàn)是行為學(xué)家斯金納的“迷信的鴿子”。在這個實(shí)驗(yàn)中,自動投食器每隔15秒就向饑餓的鴿子投食一次,而在等待食物的過程中,鴿子強(qiáng)化某些隨機(jī)行為與食物的聯(lián)系,作為計(jì)時行為的表征。

  對時間的估計(jì),要求記憶的存儲、調(diào)出、對比和確認(rèn)。適者生存使生物普遍能夠(甚至需要十分準(zhǔn)確地)測量時間,譬如獵豹需要預(yù)估何時從潛伏的草叢中跳起追擊羚羊,旱獺需要趕在金雕俯沖下來之前及時鉆進(jìn)洞里。人類除了保障基本生存之外,還有演化出來的一系列社會活動,這些活動則需要更加精細(xì)地利用時間。

  20世紀(jì)60年代,科學(xué)家對于時間感知的興趣從動物實(shí)驗(yàn)延伸到了人類身上。

  早期,作曲家已發(fā)現(xiàn)音樂節(jié)奏對時間感知有顯著影響。20世紀(jì)初的法國作曲家拉威爾的作品《波萊羅舞曲》,以其漸進(jìn)漸強(qiáng)的韻律見長。它要求樂隊(duì)穩(wěn)定均勻的推進(jìn),最終迸發(fā)出明暗交錯、五光十色的表現(xiàn)力。拉威爾對《波萊羅舞曲》的速度有嚴(yán)格要求,他曾私下里對指揮家富特文格勒抱怨,如果樂團(tuán)演得過快,這首曲子則會感覺“太長”。

  目前,有兩種著名的時間機(jī)制假說用于解釋人類時間機(jī)制:一種是振蕩器模型。想象你對時間的感知完全取決于你的注意力。而注意力作為一種有限資源,在默認(rèn)條件下,通過一道窄門被規(guī)律地釋放出來。在某些刺激譬如節(jié)拍強(qiáng)勁的音樂下,“釋放”這一動作會迅速和外界節(jié)奏同步。一定時間里,注意力的“震蕩”越多,我們主觀感受到的時間也就越長。另一種是節(jié)律器模型。時間被規(guī)律地切分成小單元并計(jì)入“總數(shù)”中,不過,時間越長,節(jié)律器的偏差就按照韋伯分?jǐn)?shù)有規(guī)律地增長。不過,由于短時記憶在“步數(shù)”的記錄、比較和提取中有著無法忽視的影響,每個人的時間知覺功能很可能會展現(xiàn)出巨大的差異。換句話說,短時記憶越好,對時間的感知就越準(zhǔn)確。

  就哪一種機(jī)制能夠更好地解釋時間知覺,學(xué)術(shù)界還沒有定論。不過,誰又會真的時時刻刻在心里計(jì)時呢?我們的大腦中真的有某種內(nèi)置時鐘,能夠幫助我們下意識地計(jì)量、預(yù)測、估算時間嗎?

  隨著腦電和功能性核磁造影的發(fā)展,越來越多的證據(jù)表明我們的大腦通過大規(guī)模神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)活動實(shí)現(xiàn)時間知覺這一功能。其中,較短時間(低于1秒鐘)的數(shù)據(jù)處理通常在較為低級的潛意識感官層面發(fā)生,而1秒鐘以上的時間感知則需要認(rèn)知層面的大腦復(fù)雜功能參與。不過,這并不意味著我們總是能意識到時間的存在,正如我們并不主動去控制呼吸一樣。

  大腦如何編織時間

  時間感知的生物基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)與精神疾病息息相關(guān)。為人熟知的多巴胺,也就是和快樂感相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì),是與時間知覺變化相關(guān)的重要調(diào)控信號之一。

  舉例來說,帕金森癥患者由于基底核功能受損,釋放多巴胺物質(zhì)的神經(jīng)元減少,不僅會出現(xiàn)運(yùn)動功能障礙(也就是帕金森癥最顯著的表征之一),還常出現(xiàn)無法正確估計(jì)時間流逝長度、時間流逝“變慢”的情況。相反,部分多動癥(ADHD)患者由于基底核紋狀體多巴胺釋放過量,容易感覺到時間“加快”;他們也更容易在估計(jì)一段時間長度的時候犯錯。換句話說,多巴胺增加了多動癥患者“時間計(jì)步器”的累計(jì)數(shù)量,客觀時間流逝了10秒,對于他們來說就像過去了15秒甚至20秒。類似的情況也發(fā)生在精神分裂癥患者身上。

  目前利用功能性核磁造影和腦電波進(jìn)行的許多研究表明,時間的計(jì)數(shù)可以由神經(jīng)元振蕩來解釋。

  具體來說,在開始計(jì)時的階段,多巴胺釋放可以導(dǎo)致大群的皮質(zhì)層和丘腦神經(jīng)元調(diào)整其振蕩頻率并按照“出廠設(shè)置頻率”進(jìn)行同步活動。在計(jì)數(shù)階段,基底核多棘神經(jīng)元受到皮質(zhì)層神經(jīng)元有節(jié)奏活動影響,并自動調(diào)整以接近皮質(zhì)層神經(jīng)元群組的活動節(jié)奏。這很有可能就是時間單位在大腦活動中的表征。隨后,基底核神經(jīng)元的活動通過直接和非直接多巴胺通路傳導(dǎo)到丘腦神經(jīng)元,最終再投射到大腦皮質(zhì)和基底核活動,形成一個閉環(huán)。不同的多巴胺通路強(qiáng)弱活動,可以決定計(jì)時開始或是暫停。

  哪些因素影響時間感知

  對于時間流逝的加速或放緩,幾乎每個人都有自己的體驗(yàn)。其中,情感是最重要的一個因素。

  法國著名的神經(jīng)科學(xué)家德瓦特弗蕾在20年來的實(shí)驗(yàn)中,多次證明了這一點(diǎn)。13年的實(shí)驗(yàn)中,她的團(tuán)隊(duì)通過調(diào)整音樂節(jié)奏快慢、大小調(diào)(大調(diào)被證實(shí)與積極情感體驗(yàn)有關(guān))等多個變量,發(fā)現(xiàn)在聆聽音樂時,令人愉快的音樂樣本會感覺較短,而令人不愉快的曲調(diào)則會感覺較長。

  另外,如文章開頭所說,恐懼對時間流逝主觀體驗(yàn)的影響,也是科學(xué)家屢試不爽的一個方法??謶旨铀倭宋覀儍?nèi)置計(jì)時機(jī)制的運(yùn)作,同樣時間內(nèi),累計(jì)更多“步數(shù)”,因而會讓人們感到時間似乎更長。

  德瓦特弗蕾的研究還探尋了我們在面對他人不同情緒、動態(tài)甚至是年齡狀態(tài)時,由于共情能力,也就是將自己代入他人角色的能力,而感受到的時間流動速度變化。由于將自己帶入不同面孔所含情緒,人們感受他人憤怒時,往往會覺得與中立的情緒相比時間更長。更高的情緒喚起程度,使得我們的內(nèi)置時鐘累計(jì)了更多“步數(shù)”。同理,動態(tài)的圖像較靜態(tài)的圖像感覺出現(xiàn)時間更長。年長者的圖像(動作較緩慢)較年輕人的時間感覺流逝更慢,都是因?yàn)槲覀冏詣訋肓藞D像中對方的動作狀態(tài),并從他們的角度去體驗(yàn)時間流動速度。

  其他影響時間感知的因素,還包括年齡、藥物等。由于年長者多巴胺分泌較少,內(nèi)置時間機(jī)制運(yùn)作速度放慢,累計(jì)“步數(shù)”變少,因此老年人的時間流速主觀感受也較年輕人更慢。而興奮劑等促多巴胺分泌藥物可以加快時間感受;抗多巴胺的精神類藥物、麻醉劑等,則起到相反作用。

  時間感知的臨床應(yīng)用

  帕金森癥領(lǐng)域的研究人員將時間感知理論運(yùn)用到了臨床。通過有節(jié)奏的聲音訓(xùn)練,帕金森癥患者能夠借助內(nèi)部時間機(jī)制的同步性,與外界刺激保持一致,改善他們行走動作的穩(wěn)定程度、步伐節(jié)奏。

  其他與動作協(xié)調(diào)和節(jié)奏相關(guān)的神經(jīng)損傷,甚至是口吃患者、閱讀障礙患者,都能在音樂節(jié)律療法的輔助下通過調(diào)整內(nèi)在時鐘速率,借助時間機(jī)制完成需要某種韻律的任務(wù),譬如行走、閱讀、發(fā)音。通過調(diào)整時間感知,或許還能幫助健康人群乃至音樂家、運(yùn)動員去更好地完成某些專業(yè)任務(wù)。

  關(guān)于時間的研究方興未益,未來潛藏著令人激動的機(jī)會,而我們將一起去探尋。

 ?。ㄍ跣墨h 作者系健康學(xué)人主筆、漢堡大學(xué)博士研究員)?

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【糾錯】 責(zé)任編輯: 韓家慧
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