دلالت‌هایی برای حس کش‌دار بودن زمان در مغز

منتشرشده در مجله Quanta به تاریخ ۲۴ سپتامبر ۲۰۲۰لینک مقاله اصلی: Reasons Revealed for the Brain’s Elastic Sense of Timeدرک ما از زمان ممکن است یک داربست برای تمام تجربیات و رفتارمان باشد، اما این یک حس نااستوار و ذهنی است که مانند آکاردئون گسترش می‌یابد و منقبض می‌شود. احساسات، موسیقی، رویدادها در اطراف ما و تغییرات در توجه ما همگی این قدرت را دارند که سرعت زمان را برای ما کم یا زیاد کنند. هنگامی که تصاویری بر روی صفحه نمایش نشان داده می‌شود، ما گذر زمان هنگام دیدن چهره‌های عصبانی را طولانی‌تر از چهره‌های خنثی حس می‌کنیم، تصویر عنکبوت‌ها طولانی‌تر از تصویر پروانه‌ها می‌گذرد و زمان مشاهده رنگ قرمز را نیز طولانی‌تر از رنگ آبی درک می‌کنیم. بعضی از مواقع زمان کش می‌آید و زمانی هم که در حال تفریح هستیم به سرعت نور می‌گذرد!ماه گذشته در Nature Neuroscience، یک گروه سه‌نفره از محققان در موسسه علوم Weizmann دیدگاه‌های جدید مهمی را در مورد این که چه چیزی تجربه ما از زمان را گسترش داده یا فشرده می‌کند، ارائه دادند. آن‌ها شواهدی برای ارتباط طولانی‌مدت بین درک زمان و مکانیزمی پیدا کردند که به ما کمک می‌کند از طریق پاداش و تنبیه یاد بگیریم. آن‌ها همچنین نشان دادند که درک زمان با انتظارات مغز ما از آنچه که بعدا اتفاق خواهد افتاد هماهنگ است.سام گرشمن، یک متخصص علوم اعصاب در دانشگاه هاروارد که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: «همه می‌دانند که زمانی که شما در حال تفریح هستید،‌زمان به سرعت نور می‌گذرد. اما داستان کامل ممکن است دقیق‌تر باشد: زمانی که بیش از حد انتظار تفریح می‌کنید، زمان با سرعت نور حرکت می‌کند.»زمان یادگیری«زمان» فقط یک معنی برای مغز ندارد. مناطق مختلف مغز بر مکانیسم‌های عصبی مختلف برای پی‌گیری عبور آن تکیه می‌کنند و به نظر می‌رسد مکانیسم‌هایی که تجربه ما را کنترل می‌کنند از یک وضعیت به وضعیت بعدی تغییر می‌کنند.اما چندین دهه تحقیق نشان می‌دهند که انتقال‌دهنده عصبی دوپامین نقش مهمی در نحوه درک ما از زمان دارد. دوپامین روی این موضوع که ما فکر می‌کنیم چقدر زمان در یک دوره مشخص گذشته هزاران اثر دارد، و این اثرات ممکن است به طور مبهم با هم تداخل داشته باشند. برخی مطالعات نشان داده‌اند که افزایش سرعت دوپامین، ساعت درونی یک حیوان را افزایش می‌دهد، که منجر به بیش از حد تخمین زدن گذر زمان می‌شود؛ برخی دیگر دریافته‌اند که دوپامین وقایع را فشرده کرده و باعث می‌شود گذرا به نظر برسند؛ برخی دیگر هر دو اثر را بسته به زمینه کشف کرده‌اند.ارتباط دوپامین با ادراک زمان جذاب است، تا حدی به این دلیل که انتقال‌دهنده عصبی به خاطر نقش خود در فرآیندهای یادگیری پاداش و تقویت مشهور است. وقتی یک پاداش غیر منتظره دریافت می‌کنیم، به عنوان مثال-در چیزی که به عنوان خطای پیش‌بینی شناخته می‌شود-هجوم مواد شیمیایی را تجربه می‌کنیم که به ما یاد می‌دهد به دنبال کردن آن رفتار در آینده ادامه دهیم.احتمالا دوپامین هم برای درک زمان و هم برای فرآیندهای یادگیری بسیار اساسی است. داروهایی مثل مت آمفتامین و اختلالات عصبی مثل پارکینسون هر دو فرآیند را تغییر می‌دهند و هم چنین شامل تغییرات در دوپامین می‌شوند. و یادگیری به خودی خود-ارتباط یک رفتار با نتیجه آن-مستلزم ارتباط یک رویداد با رویداد دیگر در زمان است. جوزف پاتون، یک دانشمند علوم اعصاب در بنیاد Champalimaud در پرتغال گفت: «در واقع، در هسته الگوریتم های یادگیری تقویتی، اطلاعات در مورد زمان وجود دارد.» (پاتون محققی در هم‌کاری سیمونز بر روی Global Brain بود که بودجه آن توسط بنیاد سیمونز تامین می‌شد)اما دانشمندان هنوز در پی گشودن این راز هستند که کجا یادگیری تقویتی و درک زمان در مغز با هم یکپارچه می‌شوند. به گفته مارتین وینر، یک روانشناس در دانشگاه جورج میسون، «به‌جای آن، این دو موضوع از قدیم کاملا جدا از هم قرار می‌گرفتند. «هیچ‌کس نپرسیده که اگر یادگیری تقویتی و زمان‌بندی هر دو از یک سیستم انتقال‌دهنده عصبی مشابه استفاده می‌کنند، چگونه یکی بر دیگری تاثیر می‌گذارد؟»قدرت خطای پیش‌بینیمقاله جدید «نیچر نوروساینس» اثر «ایدو تورن»، «کریستفر ابرگ» و «رونی پاز» این سوال را با دقت بیشتری مورد بررسی قرار می‌دهد. شرکت کنندگان در مطالعه دو عدد را دیدند که در یک لحظه روی صفحه ظاهر شدند، که معمولا صفر بود و بعد از آن یک صفر دیگر. عدد دوم به مدت متفاوتی نشان داده شد، و شرکت کنندگان باید گزارش می‌دادند که کدام عدد زمان بیشتری روی صفحه نشان داده شد. اما گاهی اوقات، به طور تصادفی، یک عدد صحیح مثبت یا منفی به جای صفر دوم نشان داده می‌شد: اگر مثبت بود، شرکت کنندگان با پول پاداش می‌گرفتند، اما اگر منفی بود، پولی به عنوان جریمه گرفته می‌شد.برای شرکت کنندگان، پیامدها با تغییر در مدت‌زمان درک شده محرک دوم،‌ در یک راستا بودند. وقتی چیزی غیر منتظره اما خوب اتفاق افتاد-به قول محققان، «خطای پیش‌بینی مثبت»-به نظر می‌رسید که نمایش محرک زمان بیشتری طول بکشد. خطاهای ناخواسته پیش‌بینی منفی باعث میشد که این تجربیات کوتاه‌تر به نظر برسند. متیو ماتل، روانشناسی از دانشگاه ویلانوا که در این مطالعه شرکت نداشته است گفت: «این اساسا به ما می‌گوید که درک ما از زمان به طور سیستماتیک با این که ما چقدر در مورد نتایج متعجب شده‌ایم، هدایت خواهد شد.»این تیم نشان داد که این الگو به صورت کمی با خطاهای پیش‌بینی بیشتر مرتبط با انحراف بیشتر زمان درک شده برگزار می‌شود. یک مدل یادگیری تقویتی که آن‌ها ساختند، قادر به پیش‌بینی عملکرد هر فرد در این کار بود. اسکن مغز شرکت کنندگان این اثر را در منطقه‌ای به نام «پوتامن» که در یادگیری حرکتی و دیگر اعمال درگیر است، ردیابی کرد.اگر چه آزمایش‌های بیشتری برای مشخص کردن مکانیسم دقیق در دسترس (و نقش دوپامین) مورد نیاز است، اما این مطالعه مفاهیمی برای مدل‌های یادگیری و درک زمان دارد. سگ پاولوف متوجه شد که صدای زنگ به معنای غذا است و غذا طعم خاصی خواهد داشت-اما همچنین غذا قریب‌الوقوع است. با این حال، آن جزء موقتی، معمولا به حاشیه مدل‌های یادگیری تقویتی محدود شده‌است. زمان‌بندی عینی یک پاداش اغلب به عنوان یک متغیر در نظر گرفته شده‌است، اما جنبه‌های ذهنی درک زمان که این اثر جدید بر آن تاکید می‌کند، وجود ندارد.نقش خستگی عصبیشاید زمان آن رسیده باشد که برخی از این ذهنیت‌ها را در نظر بگیریم. اگر انسان‌ها تجربه از زمان خود را در پاسخ به سیگنال‌ها کش داده یا منقبض کنند، این امر ممکن است برداشت آن‌ها از این که برخی اقدامات و نتایج تا چه حد به هم نزدیک یا از هم دور هم هستند را نیز تغییر دهد-که می‌تواند به نوبه خود بر سرعت یادگیری این ارتباطات تاثیر بگذارد. بوون فونگ، محقق سابق فوق‌دکترا در موسسه تکنولوژی کالیفرنیا که اکنون در سازمانی به نام تیم رفتارهای نادرست در استرالیا کار می‌کند، گفت: « تاثیرات زمانی مربوط به خطاهای پیش‌بینی نیز یک ویژگی اضافی را فراهم می‌کند که اگر مدل‌های یادگیری تقویتی یک نمایش دقیق از آنچه در جریان است باشند، باید آن را انجام دهند».ماتل گفت: « این امر مدل‌سازی کنندگان آینده یا افرادی که سعی در توسعه درک مغز دارند را به چالش می‌کشد تا در نظر بگیرند که این دو سیستم چگونه با هم در تعامل هستند.» گرشمن و دانشجوی دکترای او، جان مایکل، یک مدل یادگیری ایجاد کرده‌اند که این ایده‌ها را در بر می‌گیرد، که در آن پیش‌بینی‌های ذهنی با تنظیم انطباقی جریان زمان در مغز بهبود می‌یابند.اما خطاهای پیش‌بینی تنها عواملی نیستند که درک ما از زمان را شکل می‌دهند. مطالعه‌ای را که هفته گذشته در مجله علوم اعصاب منتشر شد در نظر بگیرید: شرکت کنندگانی که به طور مکرر در معرض یک محرک کوتاه قرار گرفتند تمایل داشتند مدت‌زمان فواصل زمانی کمی طولانی‌تر را بیش از حد تخمین بزنند. طبق گفته محققان، این احتمالا به این دلیل است که نورون‌هایی که به مدت‌های کوتاه‌تر پاسخ می‌دهند، خسته می‌شوند و این موضوع باعث می‌شود نورون‌هایی که برای مدت‌های طولانی‌تر تنظیم شده‌اند تاثیر بیشتری بر چگونگی درک محرک‌های بعدی داشته باشند. (به طور مشابه، پس از این که به طور مکرر در معرض یک محرک بلندمدت قرار گرفت، افراد تست مدت‌زمان فواصل کمی کوتاه‌تر را کم‌تر از مقدار واقعی تخمین زدند).ماسامیچی هایاشی، دانشمند علوم اعصاب در موسسه ملی فن‌آوری اطلاعات و ارتباطات در ژاپن، که کار خود را با ریچارد ایوری از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی انجام داد، گفت: «با تغییر زمینه ارائه محرک، ما واقعا می‌توانیم نحوه درک شرکت کنندگان از این مدت را تغییر دهیم.» اسکن‌های فعالیت مغز نشان می‌دهد که منطقه‌ای در لوب آهیانه‌ای راست مسئول این تجربه ذهنی از زمان است.هایاشی و ایوری نسبت به دانشمندان وایزمن بر روی یک منطقه کاملا متفاوت مغز و مکانیزم تمرکز کردند-و با این حال هر دو مطالعه اثر دو جهته مشابهی را در درک زمان مشاهده کردند. از یک طرف، این نشان می‌دهد که چگونه فرآیندهای نگهداری زمان توزیع‌شده و متنوع در مغز وجود دارند. هایاشی گفت که اما لوب آهیانه‌ای راست ارتباطات عملکردی و تشریحی با پوتامن دارد، بنابراین شاید تعامل این دو درک منسجم‌تری از زمان ایجاد کند. قوانین و محاسبات گسترده هر چه که این تعاملات (و دیگران) را ممکن سازد، ممکن است تجربه ما از زمان را تحت‌تاثیر قرار دهد، اما تا زمانی که به آن‌ها دقت نشود، دانشمندان تنها می‌توانند برای پیش‌بینی ساعت یا ساعت‌ها را تحت نظر بگیرند.این متن با استفاده از ربات ترجمه مقاله علمی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.