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🧬 生物学

A common neural mechanism underlies experiences of passage of time

本研究通过在虚拟现实环境中使用脑电图(EEG)表明,无论具体的视觉刺激或实际时长如何,一种共同的、与情境无关的神经振荡机制构成了对时间流逝的主观体验的基础。

原作者: Mathis Jording, Mark Wünsche, Megha Madathil, David H.V. Vogel, Shivakumar Viswanathan, Kai Vogeley

发布于 2026-10-19
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原作者: Mathis Jording, Mark Wünsche, Megha Madathil, David H.V. Vogel, Shivakumar Viswanathan, Kai Vogeley

原始论文采用 CC BY 4.0 许可(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。 ⚕️ 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明

时间的感受因所做的事情而异。当你无聊地排队时,几分钟仿佛漫长得没有尽头;然而,当你沉浸在一场迷人的对话中时,数小时却在转瞬之间逝去。这种时间流逝感快慢的体验是人类普遍的经历,它不同于仅仅是在计数实际跳动的秒数。科学家们长期以来一直想知道,这种对时间流逝的主观感受究竟只是大脑在不同情境下玩弄的不同心理把戏,还是其背后运行着一个单一且一致的引擎。大脑是在使用一种特定的方法来产生时间飞逝的感觉(无论我们是感到无聊还是兴奋),还是会根据情境的不同而完全切换机制?

为了回答这个问题,来自尤利希研究中心(Forschungs \ulcorner Forschungszentrum Jülich \urcorner)和科隆大学的研究人员设计了一个实验,将志愿者置于一个虚拟现实世界中,观察天空中移动的繁星。他们希望观察是否能找到大脑电活动中的一种共同模式,能够预测一个人在无论星星如何移动的情况下,都会觉得时间过得快还是慢。团队使用头戴式显示器为参与者展示了一个从宇宙飞船驾驶舱向外观察彩色星场的情景。这些星星以不同的速度移动,并以不同的数量出现,创造了一个可以被设定为让时间加速或减速的视觉环境。在参与者观看这些星星约二十秒的时间里,研究人员使用带有六十四个传感器并放置在头皮上的帽子记录了他们的脑电波。

该研究关注两个主要变量:星星移动的速度以及天空中的星星数量。通过改变这两个因素,研究人员创造了六个不同版本的星场。有些完全没有移动,有些移动缓慢,有些则移动迅速。同样,有些只有少量星星,而有些则星光密集。在每次观看结束后,参与者被要求报告哪种颜色最为显著,然后按从零到一百的比例对他们感觉时间流逝的速度进行评分。结果证实了视觉变化确实起到了作用:当星星移动得更快或数量更多时,人们一致认为时间流逝得更快。

然而,这项研究的核心不仅在于参与者的感受,还在于他们在感受时的脑部活动。研究人员将二十秒的观看过程分解成每段两秒的小片段,并分析了观看期间大脑的电律。他们使用计算机程序来寻找特定脑电波模式与参与者随后给出的评分之间的关系。他们发现,观看期间大脑的电学状态确实是预测一个人判断时间流逝快慢的可靠指标。如果大脑显示出某种特定的活动模式,计算机就能准确预测该人会说时间过得慢还是快。

最重大的发现出现在研究人员测试这种脑部模式是仅针对一种特定类型的星场,还是一个通用的信号时。他们训练计算机识别一种特定速度与星密度组合下的脑部模式,然后询问该模式是否也能预测另一种完全不同组合下的时间感。例如,通过观察缓慢移动的星星所学到的脑部模式,能否预测观看快速移动星星时的时间感?答案是肯定的。那种在拥挤、快速移动的天空下预测时间流逝快速的神经特征,同样也能预测在稀疏、缓慢移动的天空下的时间感。这表明大脑并不是为每种不同的情况都使用不同的机制。相反,它依赖于一个单一且稳定的过程,将环境中变化的强度转化为时间向前推进的感觉。

这一发现挑战了“我们的时间感仅仅是我们在事件结束后对自己讲述的回溯性故事”这一观点。如果事实确实如此,那么事件期间的脑部模式将无法如此准确地预测感受,且一种情境下的规则也不会适用于另一种情境。相反,证据指向了一个类似于感知的过程,即大脑不断地将周围世界的变化速率转化为对时间流逝的直接体验。虽然这项研究是在一个具有特定视觉刺激的受控虚拟环境中进行的,但它提供了关于支撑我们体验时间的多种方式背后存在共同神经机制的首个明确证据。它表明,无论我们是在观察星场还是在经历忙碌的一天,大脑都在使用同一种基本语言来告诉我们时间正在流逝。

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