A common neural mechanism underlies experiences of passage of time
VR（仮想現実）環境におけるEEG（脳波）を用いた本研究は、特定の視覚刺激や実際の持続時間に関わらず、状況に依存しない共通の神経振動メカニズムが時間の経過という主観的体験の根底にあることを示している。
原論文は CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 これは査読を受けていないプレプリントのAI生成解説です。医学的助言ではありません。この内容に基づいて健康上の判断をしないでください。 免責事項の全文を読む
時間は、何をしているかによって感じ方が異なります。退屈な列で待っているときは、数分が永遠のように長く感じられる一方で、魅力的な会話に夢中になっているときは、数時間が瞬きする間に消えてしまうことがあります。このように、時間がゆっくり流れている、あるいは速く流れていると感じる感覚は、単に実際に何秒経過したかを数えることとは異なる、人類共通の経験です。科学者たちは、この主観的な時間の経過の感覚が、単に脳がさまざまな状況下で行う異なる心理的なトリックの集まりに過ぎないのか、それともその根底には単一の一定したエンジンが動いているのかという疑問を長年抱いてきました。脳は、退屈しているか興奮しているかにかかわらず、時間が経過していると感じるために一つの特定のメソッドを使用しているのでしょうか、それとも文脈に応じて完全にギアを切り替えているのでしょうか。
これに答えるため、フォルシュングスツェンツルム・ユーリッヒ（ユリッヒ研究センター）とケルン大学の研究者たちは、ボランティアを仮想現実の世界の中に置き、動く星々で満たされた空を見せる実験を設計しました。彼らは、星の動きがどのように変わろうとも、人が時間を速いと感じるか遅いと感じるかを予測できる、脳の電気活動における共通のパターンを見つけられるかどうかを調べたいと考えました。研究チームは、ヘッドマウントディスプレイを使用して、宇宙船のコックピットからの視界、すなわち色とりどりの星が広がるフィールドを見せました。これらの星は異なる速度で動き、異なる数で現れ、それによって時間が加速している、あるいは減速していると感じさせるような視覚環境を作り出すことができました。参加者がこれらの星を約20秒間見ている間、研究者たちは64個のセンサーを備えたキャップを用いて、頭皮上の脳波を記録しました。
研究は、主に2つの変数、すなわち「星が動く速さ」と「空にいる星の数」に焦点を当てました。これら2つの要因を変化させることで、研究者は6つの異なるバージョンの星空を作り出しました。動きが全くないものもあれば、ゆっくり動くもの、素早く動くものもありました。同様に、星がわずかにあるものもあれば、密集しているものもありました。各視聴の後、参加者はどの色が最も支配的であったかを報告し、次に時間がどれほど速く過ぎたと感じたかを0から100のスケールで評価しました。結果は、視覚的な変化が機能していることを裏付けました。星がより速く動いたり、数が多くなったりすると、人々は一貫して、時間がより速く経過していると感じると報告しました。
しかし、研究の核心は、参加者が何を感じたかだけでなく、その時彼らの脳が何をしていたかについてでした。研究者たちは、20秒間の視聴期間を短い2秒間のスナップショットに分割し、それらの瞬間における脳の電気的なリズムを分析しました。彼らはコンピュータプログラムを使用して、特定の脳波のパターンと、その後に参加者が与える評価との間の関係を探りました。その結果、視聴中の脳の電気的状態が、その人が時間の経過をどのように判断するかを予測する信頼できる指標であることが判明しました。もし脳が特定の活動パターンを示していれば、コンピュータは、その人が時間が遅いと感じるか速いと感じるかを正確に推測することができたのです。
最も重要な発見は、この脳のパターンが特定の種類の星空に特有のものなのか、それとも普遍的な信号なのかを研究者がテストしたときに得られました。彼らは、特定の速度と星の密度の組み合わせに対する脳のパターンをコンピュータに学習させ、その後、全く異なる組み合わせにおいて、同じパターンが時間の感覚を予測できるかどうかを問いかけました。例えば、ゆっくり動く星を見ていることから学習した脳のパターンは、速く動く星を見ている時の時間の感覚を予測できるのでしょうか。答えは「イエス」でした。混み合った速い動きの空において時間が経過していると感じることを予測したのと同じ神経学的シグネチャーが、まばらでゆっくりとした空においても予測したのです。これは、脳がすべての異なる状況に対して異なるメカニズムを使用しているのではないことを示唆しています。代わりに、脳は環境における変化の強さを、時間が前進しているという感覚へと翻訳する、単一の安定したプロセスに依存しているのです。
この発見は、私たちの時間感覚が、出来事が終わった後に自分たちに語る回顧的な物語に過ぎないという考えに異を唱えるものです。もしそうであれば、出来事の最中の脳のパターンはその感覚を正確に予測することはできず、ある状況のルールが別の状況には適用されないはずです。しかし、証拠は知覚のようなプロセス、つまり脳が周囲の世界の変化の割合を、時間の流れという直接的な体験へと継続的に変換していることを示しています。本研究は特定の視覚刺激を用いた制御された仮想環境で行われましたが、多様な時間の経験の根底にある共通の神経メカニズムを示す最初の明確な証拠を提供しています。それは、私たちが星空を見ているときであれ、忙しい一日を過ごしているときであれ、脳は時間が経過していることを私たちに伝えるための、同じ基本的な言語を使用していることを示唆しているのです。
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