Science：为啥快乐时光总是转瞬即逝，而痛苦却让人度日如年？
2016-12-12 漱石 生物探索
快乐的时光总是白驹过隙，而痛苦的时光却让我们感到度日如年。为何我们对时间的感知为何会有如此大的差异呢？近日，来自葡萄牙的一个研究小组发现，中脑多巴胺神经环路参与了动物对时间估计的过程，这一研究发表于Science杂志上。据说，爱因斯坦曾做过这样一个实验：让一个男人与美女对坐一个小时，他会觉得似乎只过了1分钟；但如果让他坐在热火炉上1分钟，却会感觉过了不止1小时。光阴似箭、度日如年，人们创造出了截然
快乐的时光总是白驹过隙，而痛苦的时光却让我们感到度日如年。为何我们对时间的感知为何会有如此大的差异呢？近日，来自葡萄牙的一个研究小组发现，中脑多巴胺神经环路参与了动物对时间估计的过程，这一研究发表于Science杂志上。
据说，爱因斯坦曾做过这样一个实验：让一个男人与美女对坐一个小时，他会觉得似乎只过了1分钟；但如果让他坐在热火炉上1分钟，却会感觉过了不止1小时。光阴似箭、度日如年，人们创造出了截然相反的词语来描述时间流逝的速度。然而，至少在地球上，时间流逝的速度不会改变。那么，我们对时间的感知为何会有如此大的差异呢？
来自葡萄牙里斯本Champalimaud中心的神经科学家解答了这个问题。他们通过操控小鼠大脑黑质的多巴胺神经元，改变了动物对时间的感知，使它们过长或者过短估计持续的时间间隔。在这项发表于Science杂志上的研究中，这些科学家首次确定了动物感知时间的神经环路。
多年来，该研究小组一直在致力于时间判断背后的神经科学研究。时间流逝是一个难以捉摸的概念，从神经生物学角度研究它更是具有很强的不确定性。与视觉和听觉不同，时间判断无法追溯到眼或者耳这些感觉器官，这使得其神经基础更难阐明。
此外，时间的客观存在及其它的流逝，对我们普通人而言毋庸置疑，但是理论物理学家可能不这么认为。但是，估计时间的能力显然对任何动物生存都是至关重要的。比如，一只在地势开阔的草地上采食的兔子，它停留的时间越长，被其他捕食者发现的几率就越大。时间观念对于从环境中提取信息，预料事件发生的时机并采取适当行动至关重要。
那么，我们大脑中是如何产生如此重要的主观经验的呢？
多巴胺神经元活性与时间估计有关
为了解开这个谜题。研究人员选择将焦点放在大脑黑质致密部的一种神经递质——多巴胺上。影响时间估计的诸多因素，如动机、注意力、感官变化、新奇性等都与多巴胺神经通路有关。并且，此前的研究发现，多巴胺在在时间处理中扮演者重要角色。黑质多巴胺神经元缺失的帕金森病人往往出现时间感知障碍。此外，黑质致密部的多巴胺神经元投射到纹状体，该小组此前的研究发现这一脑区携带的信息影响着时间判断相关的行为。并且，移除这些输入到纹状体的多巴胺神经元将损伤对时间的感知能力。
在这项研究中，科学家们首先训练小鼠进行时间判断任务，他们让小鼠估计两个声音之间的时间间隔，判断这段间隔是比1.5秒长还是短。并用鼻子触碰两边的端口来表明自己的选择。实验中，声音之间的时间间隔不断变化，正确估计时间间隔的小鼠将会获得奖赏。
图片来源：参考文献
研究人员利用遗传工具测量并操控多巴胺神经元活性。他们发现，在第一次声响和第二次声响出现时，这些神经元的活性会增加，这意味着它们确实参与了时间估计任务。不过，研究人员发现神经元活性增加的幅度并非总是相同。神经元活动增强的幅度越大，小鼠更倾向于低估时间间隔，而增加的幅度越小，它们更容易高估时间间隔。
操控多巴胺神经元活性改变动物的时间估计
为了进一步确认黑质多巴胺神经元活性与时间估计之间的因果关系，研究人员进行了进一步实验。他们利用光遗传学技术“开启”或“关闭”这些多巴胺神经元，观察其对小鼠时间估计行为的影响。研究人员发现，如果刺激神经细胞，小鼠倾向于低估时间间隔，如果沉默这些细胞，小鼠更容易高估时间间隔。这意味，黑质多巴胺神经元确实能够改变动物对时间流逝的判断。
由于人类也有相同类型的神经元，这一研究结果意味着人类可能也有类似的时间感知机制，对其进行操控可能会改变我们对时间流逝的主观体验。这一效应可能参与涉及多巴胺系统功能障碍的注意力缺陷障碍及药物成瘾的机制。不过，研究人员也表示，他们测定的仅仅是小鼠的行为变化，而不能说是一种知觉，因为小鼠并不能表明它们的“感受”。不过，这已经是科学家们所能做出的最好的研究方法了。为何小情侣们能煲电话粥到三更半夜？激活的多巴胺神经元缩短了他们对时间的估计可能是一个合理的解释。
原始出处：
Sofia Soares*, Bassam V. Atallah*,†, Joseph J. Paton†.Midbrain dopamine neurons control judgment of time.Science .09 Dec 2016
作者：漱石
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