为什么快乐的日子特别短——揭开时间感知的“幕后推手” | 红杉爱科学

长假过后，你是否总会产生这样的疑问：为什么放假的日子总过得特别“快”？为什么快乐的时光总是“短暂”的？
尽管时间的计量是客观的，但我们的时间感知却是主观的。甚至，时间感知还可能是不稳定的，就像拉手风琴一样，扩张又收缩。 
日前，在《自然神经科学》（Nature Neuroscience）上，三位来自以色列魏茨曼科学研究所的研究人员提出了一些重要的新见解，揭示了到底是什么延伸和压缩了我们的时间体验。 他们发现，时间知觉和我们的奖惩学习机制存在联系，而我们对时间的感知与大脑对接下来会发生什么的预期紧密相连。本文，我们将和你一同探讨关于时间感知背后的科学原理。
2020年，[红杉汇]推出全新栏目“红杉爱科学”，将更多地把目光投向前沿科技领域，追寻现象背后的深层次答案，聚焦硬科技最新突破，探索关乎人类生存方式的科技进展。

哈佛大学认知神经科学家山姆 · 格什曼（Sam Gershman）说：“每个人都知道玩得开心时光飞逝，但是，时间飞逝可能会有微妙的差别——当你比自己预期的更开心时，时间过得更快。”

时间感知的“幕后推手”——多巴胺

时间对大脑来说不仅仅意味着一件事。不同的大脑区域依靠不同的神经机制来追踪它的通路，而控制我们体验的机制似乎是随着情形一直变化的。 
研究表明，神经递质多巴胺在我们如何感知时间方面起着关键作用。 
多巴胺对我们认为一段时间已经过去了多少影响很大。增加多巴胺会加速动物体内的生物钟，导致它高估时间的流逝。此外，多巴胺还会压缩时间的感知，使它们看起来更加短暂。
多巴胺与时间知觉的联系很有趣，部分是因为神经递质在奖赏和强化学习过程中的作用。例如，当我们收到一个意想不到的奖励ーー也就是所谓的预测错误——我们就会体验到这种化学物质的冲击，未来，我们就会继续追求这种奖励行为。 
多巴胺是时间感知和学习过程的基础，这可能不仅仅是一个巧合。 
像甲基苯丙胺这样的药物和帕金森这样的神经紊乱都会改变这两个过程，也会引起多巴胺的变化。而学习本身，需要在时间上将一个事件与另一个事件联系起来。葡萄牙Champalimaud基金会的神经科学家Joseph Paton说：“实际上，强化学习算法的核心是时间信息。”
但是科学家们还没有弄清楚强化学习和时间知觉是如何以及在哪里整合到大脑中的。

“惊讶”也会导致时间偏差？

由Ido Toren、Kristoffer Aberg和Rony Paz最新发表在《自然神经科学》（Nature Neuroscience）上的研究报告对这个问题进行了更深入的研究。 
参与者会在屏幕上看到两个数字闪现，通常是一个0紧接着另一个0，而第二个数字显示的时间长短不一，参与者必须报告哪个数字持续的时间更长。但是有时候，一个正整数或者负整数会被随机地呈现出来，如果它是正数，参与者会得到奖励，但是如果它是负数，钱就会作为惩罚被拿走。 
对于参与者来说，结果感知与第二个刺激持续时间的变化一致。当一些意想不到的好事发生时（研究人员称之为“正面预测错误”），刺激持续的时间似乎更长。“负面预测错误”带来的令人不快的感受使得这些经历看起来更短暂。 
心理学家Matthew Matell说：“这基本上告诉我们，我们对时间的感知会因为我们对结果的惊讶程度而产生系统性的偏差。” 
研究小组表明，这种模式在数量上是成立的，更大的预测误差与更大的时间感知扭曲相关。他们建立的强化学习模型能够预测每个实验对象在任务中的表现。
研究参与者的脑部扫描跟踪了壳核区域的这种效应，壳核区域与运动学习和其他功能有关。 
虽然还需要进一步的实验来确定确切的机制（以及多巴胺的作用），但这项研究对学习和时间感知模型都有影响。 
经典的巴甫洛夫实验使得狗明白了铃铛意味着食物，而且食物能以某种方式品尝，同时也意味着狗知道食物即将到来，但是这个时间的感知通常被放在强化学习模型的边缘。

调整大脑“时间流”

如果人类为了响应某个信号而延长或缩短他们的时间感知，这也可能会改变他们对某些行为和结果之间距离的感知，而这反过来又会影响这些联系之间的学习速度。 
加州理工学院的Bowen Fung说，与预测错误相关的时间效应也提供了一个额外的特征，如果要准确地表达正在发生的事情，强化学习模型必须满足这个特征。 
“考虑到这两个系统是如何相互作用的，这对未来的模型研究者，或试图更深入理解大脑的人提出了挑战”，马特尔说，他和他的博士生John Mikhael一直在开发一个学习模型，其中包含了这些想法，通过适应性地调整大脑中的时间流来提高心理预测能力。
但是预测错误并不是影响我们对时间感知的唯一因素。 
以上周发表在《自然神经科学》（Nature Neuroscience）上的一项研究为例——反复接触简短刺激的参与者倾向于高估稍长时间间隔的持续时间。 
根据研究人员的说法，这可能是因为神经元对反复接触简短刺激的反应变得疲劳，从而高估了稍长的间隔时间。类似地，在反复接受长时间的刺激后，实验对象低估了稍微短一点的间隔时间。 
“通过改变刺激呈现的内容，我们实际上可以操纵参与者对这些时间的感知”，日本国家信息与通信技术研究所的认知神经科学家林正道（Masamichi Hayashi）说，“通过对大脑活动的扫描表明，右顶叶的一个区域负责时间的主观感知。”
此外，Hayashi和Ivry关注的是一个与Weizmann的科学家完全不同的大脑区域和机制，然而两项研究都观察到了时间感知的相似的双向影响。 
“一方面，这表明大脑中的计时过程是多么分散和多样化，另一方面又表明右顶叶确实与壳核有功能和解剖学上的联系”，Hayashi说，“所以也许两者的相互作用产生了更加紧密的时间感知能力。”
 不过，在对时间感知产生影响的脑部区域进行精确的定位并得出准确结果之前，科学家想要确定时间的唯一办法还是——看时钟。
原标题/ 十一假期余额不足，脑科学揭秘：为什么快乐时光如此短暂来源/ 新智元

 推荐阅读

壹

贰

叁

肆

伍