大脑时钟有秒针

　　

生物通报道：人类大脑没有记录时间的能力，即便是毫秒级别长度的莫尔斯电码（Morse code，听起来像长长的嘟嘟声）。最近，研究人员找到了大脑时钟工作机制的第一条线索。

几十年来，神经系统科学家潜意识里认为大脑拥有一个专门用于计时区域。最近，这种观点渐渐地发生了变化，许多研究人员不再相信大脑拥有一个内在化的“计时针”，他们认为，遍及大脑的神经元有一种天然机制，可用于感觉时间的长短。

为了探清大脑时钟的工作机制，加州大学洛杉矶分校神经系统科学家Dean Buonomano和Uma Karmarkar（最近转到伯克力分校做博士后）将研究重点放在“状态依赖性”（state-dependency）观点上。大致思路为：想象将一滴红色油漆滴入一桶白色油漆，第一滴滴入的环境为纯白油漆，但随后每一滴所滴入的溶液将会越来越粉红。

Buonomano和Karmarkar推测大脑中具有相似的事件。比如，第一声电码将一组特异的神经元启动，引起大脑状态发生改变。结果，第二次的电码出现时，大脑时钟的状态与第一声电码时大脑时钟所处的状态不同（与听到电码之前的状态不同）。不断跟踪这些状态之间的差异，使大脑能够对时长进行标记。研究人员在一种计算模型中重复神经元之间的相互作用。

为了验证这种模型，研究人员要求人类志愿者判断两次“嘟”声之间的间隔，一些间隔很短，一些间隔很长。大多数志愿者都能够轻而易举地说出间隔的时间。当研究人员将两次“嘟”声的音质改变的不同，受试者很难再判断时间间隔。研究结果刊登于2月1日《Neuron》杂志。Buonomano认为原因在于改变音质干扰了大脑的参考点。这种差异与打水漂出现的差异相似：将小石块投进安静的水面和投进已经泛满波纹的水面，效果是不同的，只有在安静的水面才能精确判断水漂的形状。

“这是一篇很棒的文章，” Duke大学认知神经系统科学家Warren Meck说，“能够帮助我们感觉每日所见所闻之间的时间相关性。”（生物通记者 小粥）