大脑精确掌控时间的关键机制或找到 神经元调整节奏

2018-01-04 新浪科技

大脑精确掌控时间的关键机制
无论是弹奏钢琴还是挥舞球拍,对于许多活动而言,时间都是重中之重。而科学家表示,他们如今找到了大脑精确掌控时间的关键机制。

1月4日消息,据国外媒体报道,无论是弹奏钢琴还是挥舞球拍,对于许多活动而言,时间都是重中之重。而科学家表示,他们如今找到了大脑精确掌控时间的关键机制,研究显示,神经元可调整自身的行动节奏,从而在特定时间点完成某一行为,实现对时间的把控。

此前研究认为,大脑对时间的把控是通过人体内的“中央节拍器”实现的,但麻省理工学院的研究人员指出,事实也许并非如此。相反,秘诀仅在于完成某动作所需的神经元。这些神经元会根据所需的时间间隔,控制自身的行为节奏,从而在特定时间点完成某一动作。

该研究的高级作者迈赫达德·贾扎耶里博士(Dr Mehrdad Jazayeri)指出:“我们发现这是一个主动性很强的过程。大脑并不会消极地等待某个特定时间的到来。”该研究质疑了“大脑通过体内生物钟把控时间”的理论。

贾扎耶里博士表示:“如今人们开始质疑,大脑为什么要把时间和能量浪费在常常用不着的‘生物钟’上,有些行为必须掌握好时间,所以负责执行这些功能的脑区或许也有把控时间的能力。”

丘脑。
研究人员着重观察了三个脑区:背内侧前额叶皮质、尾状核、以及丘脑。

为探究这种设想,研究人员让受试动物分别在850毫秒或1500毫秒的时间间隔下完成一项任务,同时记录其三处脑区的脑部活动。结果发现,在这些间隔期间,大脑呈现出了复杂的活动模式。部分神经元活动速度加快,部分减慢,其余的则快慢不定、来回变化。

但研究人员发现,无论神经元做出怎样的反应,都会根据所需的时间间隔来调整自身行动。当所需时间间隔较长时,神经元的路径也会相应“延长”,使神经元需要更长的时间来完成任务。相反,当时间间隔较短时,路径便会随之“压缩”。

贾扎耶里博士解释道:“大脑并不会根据时间间隔的变化改变神经元路径本身,而是会调整神经元从初始态到最终态所需的时间。”研究人员着重观察了三个脑区:参与多种认知过程的背内侧前额叶皮质;涉及动作控制与学习的尾状核;以及负责传导运动与感官信号的丘脑。并在背内侧前额叶皮质和尾状核中都发现了上述独特的神经元活动规律。但丘脑则有所不同——此处改变的不是神经元路径的传输速度,而是“激发”速率。这说明丘脑会指导皮质调整自身活动,从而保证特定的时间间隔。

研究人员希望对该机制展开进一步探究,考察内心期望会对不同行为的时间间隔产生怎样的影响。

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