Jak mozek vytváří subjektivní zážitek času
Každý měl pocit, že v té či oné chvíli ten čas skutečně „letí“, když se bavíme. Proč se cítí jinak v závislosti na tom, co s tím děláme? Nový výzkum zkoumá neurologické mechanismy, které tvoří subjektivní zážitek času.
Prostor a čas spolu úzce souvisí - nejen ve fyzice, ale také v mozku.
Toto intimní spojení je jasnější, když se podíváme na to, jak naše mozky vytvářejí epizodické vzpomínky.
Epizodické vzpomínky jsou autobiografické vzpomínky - tj. Vzpomínky na konkrétní události, které se někomu staly v určitém časovém okamžiku (a prostoru).
Vzpomínka na první polibek nebo na sklenku vína, kterou jste minulý týden sdíleli se svým přítelem, jsou příklady epizodických vzpomínek. Naproti tomu sémantické vzpomínky odkazují na obecné informace a fakta, která jsou naše mozky schopné ukládat.
Epizodické vzpomínky mají výraznou složku „kde“ a „kdy“ a neurovědecký výzkum ukazuje, že oblast mozku, která zpracovává prostorové informace, je blízká oblasti odpovědné za zážitek času.
Nová studie konkrétně odhaluje síť mozkových buněk, které kódují subjektivní zážitek času, a tyto neurony se nacházejí v oblasti mozku sousedící s oblastí, ve které ostatní neurony kódují prostor.
Nová studie byla provedena vědci z Kavli Institute for Systems Neuroscience v norském Trondheimu. Albert Tsao je hlavním autorem příspěvku, který je nyní publikován v časopise Příroda.
Neurony, které se mění s čas
Před více než deseti lety objevili dva z vědců, kteří pracovali na nedávné studii - May-Britt Moser a Edvard Moser - síť neuronů zvaných mřížkové buňky, které byly zodpovědné za kódování prostoru.
Tato oblast se nazývá mediální entorhinální kůra. V nové studii Tsao a kolegové doufali, že najdou podobnou síť mozkových buněk, která kóduje čas.
Vydali se tedy vyšetřovat neurony v oblasti mozku, která sousedí se střední entorhinální kůrou (ve které byly objeveny mřížkové buňky). Tato oblast se nazývá laterální entorhinální kůra (LEC).
Vědci původně hledali vzor, ale snažili se ho najít. "Signál se neustále měnil," říká spoluautor studie Edvard Moser, profesor na Norské univerzitě pro vědu a technologii, také v norském Trondheimu.
Vědci tedy předpokládali, že se signál možná nezměnil jen v čase, ale že se změnil s čas.
„Čas [...] je vždy jedinečný a mění se,“ říká profesor Moser. "Pokud by tato síť skutečně kódovala čas, signál by se musel změnit." s čas, aby se zážitky zaznamenávaly jako jedinečné vzpomínky. “
Vědci se tedy rozhodli prozkoumat aktivitu stovek neuronů LEC v mozku hlodavců.
Zkušenost ovlivňuje signály kódování času LEC
Za tímto účelem Tsao a kolegové zaznamenávali nervovou aktivitu potkanů po celé hodiny, během nichž byli hlodavci podrobeni řadě experimentů.
V jednom experimentu krysy běhaly kolem v krabici, jejíž stěny měnily barvu. To se opakovalo 12krát, aby zvířata mohla během experimentu definovat „více časových kontextů“.
Tým zkoumal neuronální aktivitu v LEC, rozlišoval mezi mozkovou aktivitou, která zaznamenávala změny barvy stěny, od aktivity, která zaznamenávala postup času.
„[Neuronální] aktivita v LEC jasně definovala jedinečný časový kontext pro každou epochu zkušeností v časovém měřítku minut,“ píší autoři.
Výsledky experimentu „poukazují na LEC jako na možný zdroj informací o časových souvislostech nezbytných pro tvorbu epizodické paměti v hipokampu,“ dodávají vědci.
V dalším experimentu se krysy mohly volně potulovat po otevřených prostorech a vybírat, jaké akce mají podniknout a které prostory prozkoumat ve snaze o kousky čokolády. Tento scénář se opakoval čtyřikrát.
Spoluautor studie Jørgen Sugar shrnuje zjištění a říká: „Jedinečnost [neuronálního] časového signálu během tohoto experimentu naznačuje, že krysa měla velmi dobrý záznam o čase a časové posloupnosti událostí během 2 hodin, které experiment trval.“
"Byli jsme schopni použít signál z časově kódované sítě ke sledování přesně, kdy v experimentu došlo k různým událostem."
Jørgen Cukr
Nakonec třetí experiment donutil hlodavce sledovat strukturovanější cestu s omezenějšími možnostmi a méně zkušeností. V tomto scénáři se krysy musely v bludišti otočit buď doleva nebo doprava, a přitom hledaly čokoládu.
"S touto aktivitou jsme viděli znak změny časového signálu z jedinečných sekvencí v čase na opakující se a částečně se překrývající vzor," vysvětluje Tsao.
"Na druhou stranu," pokračuje, "se časový signál stal přesnějším a předvídatelnějším během opakovaného úkolu."
"Data naznačují, že krysa během každého kola jemně chápala dočasnost, ale během experimentu špatně chápala čas od kola k okruhu a od začátku do konce."
Jak LEC neurony kódují zážitek
Podle autorů studie „Když byly zkušenosti zvířat omezeny behaviorálními úkoly, aby se staly podobnými napříč opakovanými pokusy, kódování časového toku napříč pokusy bylo sníženo, zatímco kódování času ve srovnání se začátkem pokusů bylo vylepšeno.“
Jak Tsao a jeho kolegové uzavírají: „Zjištění naznačují, že populace neuronů [LEC] představují neodmyslitelně čas prostřednictvím kódování zkušeností.“
Jinými slovy, říkají vědci, „neurální hodiny“ LEC fungují tak, že organizují zkušenosti do přesného sledu odlišných událostí.
"Naše studie odhaluje, jak mozek dává smysl času, když je událost zažívána [...] Síť čas výslovně nešifruje." To, co měříme, je spíše subjektivní čas odvozený z pokračujícího toku zkušeností. “
Albert Tsao
Podle vědců nálezy naznačují, že změnou aktivit a zkušeností lze změnit časový signál vydávaný neurony LEC. To zase mění způsob, jakým vnímáme čas.
Nakonec výsledky naznačují, že epizodické paměti se tvoří integrací prostorových informací ze střední entorhinální kůry s informacemi z LEC v hipokampu.
To umožňuje „hipokampu ukládat jednotnou reprezentaci toho, co, kde a kdy.“
