时间与触觉的错综复杂的舞蹈来自体感皮层的见解

发布时间：2024-03-04 15:35:39 栏目：生活

导读 时间的流逝可以被感知、感知、体验，但与触觉、视觉、听觉、嗅觉不同的是，不存在时间的感觉感受器。这一事实长期以来一直吸引着神经科学家

时间的流逝可以被感知、感知、体验，但与触觉、视觉、听觉、嗅觉不同的是，不存在时间的感觉感受器。这一事实长期以来一直吸引着神经科学家，他们认为感知时间可能会“搭载”真正的感觉方式。事实上，新的研究表明，触觉体验中体现的时间感知植根于体感皮层的双重功能。Mathew Diamond 教授和他的 SISSA 研究团队最近在《自然通讯》上发表了他们的发现，揭示了触觉和时间感之间复杂的相互作用。



当我们处理通过皮肤接收到的刺激时，体感皮层中的神经元有力地代表了刺激的详细特征，最终形成了触觉的主观体验。然而，刺激措施的时间是短暂的还是延长的?对流逝时间的感知是如何出现的?研究小组的结果表明体感皮层如何影响时间感知。

该研究利用光遗传学(一种通过向皮层施加光来调节神经元活动的技术)在两种看似不同的体验(刺激的“内容”和“多长时间”)之间建立了联系。在接受训练以评估振动强度而不考虑持续时间的大鼠中，光遗传学干预影响了感知强度。相反，在接受训练以评估振动持续时间而不考虑强度的动物中，光遗传学干预会影响感知的持续时间。这些发现不仅证实了体感皮层在构建触觉方面的预期功能，而且支持了这样的观点，即时间感知植根于具有多种功能(包括触觉)的广泛大脑区域网络。这项研究为未来探索感官体验与时间感知之间复杂关系的研究奠定了基础。

广泛的时间感知网络

研究协调员马修·戴蒙德教授解释说：“感知感觉事件持续时间的神经机制仍然不完全清楚。” “人们相信，时间感知不是依赖于单一的专用大脑中心，而是来自分布在不同大脑区域的神经元网络。研究结果表明，皮层的感觉处理阶段是网络的组成部分之一。这意味着一组皮质神经元可以产生两种不同的感觉体验，强调时间感知和触觉的相互关联的本质。”

利用光遗传学的研究

SISSA 研究小组之前的工作暗示，感觉处理路径中脉冲的整合和积累是时间感知的潜在机制。现在，光遗传学技术被用来直接检验这一假设，从而能够操纵特定目标位置的神经元活动。戴蒙德解释说：“如果光遗传学干预存在行为效应，唯一的解释是目标神经元以某种方式参与其中。针对两组大鼠中相似的神经元组，它们的行为产生了两种不同的结果。通过光遗传学增加神经元放电，增加了“持续时间”大鼠的感知持续时间，并增加了“强度”大鼠的感知强度。由于这两种感知都涉及一组重叠的神经元，因此我们将这两种信号描述为体感皮层中的“多路复用”。最后一步，我们构建了一个从皮质神经元的生理学到最终感知的数学模型。该模型指出了通过神经元放电构建复杂感知的潜在细胞机制。”

两种感知的编排

该研究的结论是，对时间的感知与触觉错综复杂地交织在一起，出现在触觉感官表征中。这一见解打开了通过感官编码的视角探索时间体验的大门，为理解感知外部世界和感知时间之间的复杂关系提供了新的途径。