Како мозак ствара субјективно искуство времена
Сви су у једном или другом тренутку осетили да време заиста „лети“ када се забављамо. Зашто се осећа другачије у зависности од тога шта са њим радимо? Ново истраживање испитује неуролошке механизме који формирају субјективно искуство времена.
Простор и време су уско повезани - не само у физици, већ и у мозгу.
Ова интимна веза постаје јаснија када погледамо како наш мозак формира епизодна сећања.
Епизодична сећања су аутобиографска сећања - то јест сећања на одређене догађаје који су се некоме догодили у одређеном временском тренутку (и простору).
Сећање на тај први пољубац или на чашу вина коју сте поделили са пријатељем прошле недеље, примери су епизодних сећања. Насупрот томе, семантичка сећања односе се на опште информације и чињенице које наш мозак може да сачува.
Епизодична сећања имају изражену компоненту „где“ и „када“, а неуронаучна истраживања показују да је подручје мозга које обрађује просторне информације блиско оном одговорном за искуство времена.
Тачније, нова студија открива мрежу можданих ћелија које кодирају субјективно искуство времена, а ти неурони се налазе у пределу мозга који је суседан оном у коме други неурони кодирају простор.
Ново истраживање спровели су истраживачи са Кавли института за системску неурознаност у Трондхеиму у Норвешкој. Алберт Тсао је водећи аутор чланка који је сада објављен у часопису Природа.
Неурони који се мењају са време
Пре више од деценије, двоје истраживача који су радили на недавној студији - Маи-Бритт Мосер и Едвард Мосер - открили су мрежу неурона званих мрежне ћелије које су биле одговорне за кодирање простора.
Ово подручје назива се медијални енторинални кортекс. У новој студији, Тсао и колеге надали су се да ће пронаћи сличну мрежу можданих ћелија која кодира време.
Стога су кренули да истражују неуроне у пределу мозга који се налази у близини медијалног енториналног кортекса (у којем су откривене мрежне ћелије). Ово подручје се назива бочни енторинални кортекс (ЛЕЦ).
У почетку су истраживачи тражили образац, али су се мучили да га пронађу. „Сигнал се стално мењао“, каже коаутор студије Едвард Мосер, професор на Норвешком универзитету за науку и технологију, такође у Трондхеиму у Норвешкој.
Дакле, истраживачи су претпоставили да се можда сигнал није променио само током времена, већ да се променио са време.
„Време [...] је увек јединствено и мења се“, каже проф. Мосер. „Да је ова мрежа заиста кодирала време, сигнал би се морао променити са време како би се искуства забележила као јединствена сећања “.
Дакле, истраживачи су кренули да испитују активност стотина ЛЕЦ неурона у мозгу глодара.
Искуство утиче на ЛЕЦ сигнале временског кодирања
Да би то учинили, Тсао и колеге су сатима бележили нервну активност пацова, а за то време глодари су били подвргнути низу експеримената.
У једном експерименту, пацови су трчали уоколо у кутији чији су зидови променили боју. То је поновљено 12 пута како би животиње могле да дефинишу „више временских контекста“ током експеримента.
Тим је испитивао неуронску активност у ЛЕЦ-у, правећи разлику између мождане активности која је бележила промене боје зида од оне која бележи напредовање времена.
„[Неуронална] активност у ЛЕЦ-у јасно је дефинисала јединствени временски контекст за сваку епоху искуства у временском распону минута“, пишу аутори.
Резултати експеримента „указују на ЛЕЦ као на могући извор информација о временском контексту неопходних за формирање епизодне меморије у хипокампусу“, додају истраживачи.
У другом експерименту, пацови су могли слободно да лутају отвореним просторима, бирајући које акције да предузму и које просторе да истраже у потрази за комадићима чоколаде. Овај сценарио поновљен је четири пута.
Коаутор студије Јøрген Сугар резимира налазе рекавши: "Јединственост [неуронског] временског сигнала током овог експеримента сугерише да је пацов имао веома добар запис времена и временског низа догађаја током 2 сата трајања експеримента."
„Успели смо да користимо сигнал са мреже за временско кодирање да бисмо тачно пратили када су се у експерименту догодили разни догађаји.“
Јøрген Сугар
Коначно, трећи експеримент обавезао је глодаре да следе структуриранији пут, са више ограничених могућности и мање искуства. У овом сценарију, пацови су морали да се окрећу лево или десно у лавиринту, све време тражећи чоколаду.
„Овом активношћу видели смо како сигнал временског кодирања мења карактер из јединствених секвенци на време у понављајући и делимично преклапајући образац“, објашњава Тсао.
„С друге стране“, наставља он, „временски сигнал је постао прецизнији и предвидљивији током понављајућег задатка.“
„Подаци сугеришу да је пацов имао истанчано разумевање привремености током сваког круга, али лоше разумевање времена из круга у круг и од почетка до краја током експеримента.“
Како ЛЕЦ неурони кодирају искуство
Према ауторима студије, „Када су искуства животиња била ограничена задацима понашања да би постала слична током поновљених испитивања, смањено је кодирање временског тока кроз испитивања, док је побољшано кодирање времена у односу на почетак испитивања.“
Као што Тсао и његове колеге закључују, „Налази сугеришу да популације [ЛЕЦ] неурона представљају време самобитно кроз кодирање искуства.“
Другим речима, кажу истраживачи, ЛЕЦ „нервни сат“ делује тако што организује искуство у прецизан редослед различитих догађаја.
„Наша студија открива како мозак схвата време док се догађај доживљава [...] Мрежа не кодира изричито време. Оно што меримо је прилично субјективно време изведено из текућег тока искуства. “
Алберт Тсао
Према научницима, налази сугеришу да се променом активности и искуства може променити временски сигнал који дају ЛЕЦ неурони. То заузврат мења начин на који доживљавамо време.
Коначно, резултати сугеришу да се епизодична сећања формирају интегрисањем просторних информација из медијалне енториналне коре са информацијама из ЛЕЦ-а у хипокампусу.
То омогућава „хипокампусу да чува јединствени приказ шта, где и када“.
