科学探索|假期过得飞快?可能是因为大脑没想到会这么爽…

同学们,寒假余额已不足,当然也有很多同学已经开学,玩得不亦乐乎的你是不是觉得时间过得飞快?实际上,这可能是大脑出现了预测误差,当你获得的正向刺激比预想的还多的话,就会觉得时间流逝速度增加了 。
我们对时间的感觉可能是一切经验和行为的基础,但这种感觉却是一种不稳定的主观感受,甚至会像海绵一样膨胀或收缩 。情绪、音乐、周围发生的事情以及注意力的转移,都会改变我们对时间的感觉,让我们觉得时间加快或变慢了 。例如,比起面对没有表情的脸,我们会在看到愤怒的脸时会觉得时间变慢了,这种感觉差异同样存在于蝴蝶和蜘蛛,蓝色和红色的图像对比中 。生活中也会存在一些类似的经历,比如越着急锅里的水就越烧不开,而愉快的时光却总是转眼即逝 。
针对“是什么延长和压缩了我们对时间的感受”这一问题,以色列魏兹曼科学研究所的研究者Ido Toren,Kristoffer Aberg和Rony Paz在去年8月发表于《自然-神经科学》的研究中提出了一种新见解 。长期以来便有观点认为,我们会通过奖赏和惩罚进行学习,而其背后的机制与时间感知存在联系 。如今,这三位研究者发现了支持这种观点的证据 。研究还发现,大脑会不断对未来将要发生之事进行预测和期望,正是这种行为决定了我们的时间感知 。
哈佛大学的认知神经科学家Sam Gershman说:“每个人都知道‘快乐的时光总是短暂的’,但是这句话完整的说法可能会更加微妙——如果你比预期的要更快乐,那时光就是短暂的 。”
时间与学习
对大脑而言,“时间”并不代表着一种事物 。不同的脑区会依靠不同的神经机制来追踪时间,而支配时间感的神经机制会随着不同情形发生变化 。
过去数十年的研究表明,多巴胺在我们感知时间的过程中起着至关重要的作用 。多巴胺会对时间的感觉产生无数影响,这些影响甚至可能会互相矛盾,引起混淆 。一些研究发现,多巴胺的增加会加速动物的生物钟,使得动物高估时间的流逝速度;也有研究发现,多巴胺会让大脑压缩事件经过,使时间看起来过得更快;还有研究发现这两种效应都存在,具体要取决于事件背景 。
多巴胺与时间感知的联系确实会让研究人员觉得很有兴趣,部分原因是多巴胺在奖赏和强化学习中具有功能 。举例来说,当我们收到意外的奖赏(即我们产生了预测误差)时,化学物质多巴胺便会涌入,这一奖赏信号会让我们继续保持此前的行为 。
多巴胺对时间感知和学习过程同样重要,这绝非偶然,比如甲基苯丙胺(methamphetamine)等药物和帕金森病等神经系统疾病会改变这两个过程,同时也会改变多巴胺的分泌 。
而学习本身就是一种行为与结果的关联过程,它需要及时将一个事件与另一个事件联系起来 。“实际上,强化学习机制的核心就是时间信息,”神经科学家Joseph Paton如此说道 。
然而,科学家还没有弄清楚学习和时间感知在大脑中的整合方式,以及哪些区域参与了这一过程 。其实,“在传统研究中,这两个领域是完全分开的,”美国乔治梅森大学的心理学家Martin Wiener说,“没人想过‘如果学习和时间感知都使用了相同的神经递质系统,那么二者会如何互相影响?’”
预测误差的影响
《自然-神经科学》上的这篇论文更仔细地探究了这个问题 。研究中,受试者会看到两个数字依次在屏幕上闪烁,通常会在一个零之后再出现一个零 。不过,屏幕偶尔也会随机出现一个正整数或负整数作为第二个数:如果为正,参与者会得到奖金,但如果为负,奖金就会被扣除 。实验中,第二个数字显示的时长会产生变化,受试者必须报告哪个数字持续时间更长 。