Science：為啥快樂時光總是轉瞬即逝，而痛苦卻讓人度日如年？

據說，愛因斯坦曾做過這樣一個實驗：讓一個男人與美女對坐一個小時，他會覺得似乎只過了1分鐘；但如果讓他坐在熱火爐上1分鐘，卻會感覺過了不止1小時。光陰似箭、度日如年，人們創造出了截然相反的詞語來描述時間流逝的速度。然而，至少在地球上，時間流逝的速度不會改變。那麼，我們對時間的感知為何會有如此大的差異呢？

來自葡萄牙里斯本Champalimaud中心的神經科學家解答了這個問題。他們通過操控小鼠大腦黑質的多巴胺神經元，改變了動物對時間的感知，使它們過長或者過短估計持續的時間間隔。在這項發表於Science雜誌上的研究中，這些科學家首次確定了動物感知時間的神經環路。

多年來，該研究小組一直在致力於時間判斷背後的神經科學研究。時間流逝是一個難以捉摸的概念，從神經生物學角度研究它更是具有很強的不確定性。與視覺和聽覺不同，時間判斷無法追溯到眼或者耳這些感覺器官，這使得其神經基礎更難闡明。

此外，時間的客觀存在及其它的流逝，對我們普通人而言毋庸置疑，但是理論物理學家可能不這麼認為。但是，估計時間的能力顯然對任何動物生存都是至關重要的。比如，一隻在地勢開闊的草地上採食的兔子，它停留的時間越長，被其他捕食者發現的幾率就越大。時間觀念對於從環境中提取信息，預料事件發生的時機並採取適當行動至關重要。

那麼，我們大腦中是如何產生如此重要的主觀經驗的呢？

多巴胺神經元活性與時間估計有關

為了解開這個謎題。研究人員選擇將焦點放在大腦黑質緻密部的一種神經遞質——多巴胺上。影響時間估計的諸多因素，如動機、注意力、感官變化、新奇性等都與多巴胺神經通路有關。並且，此前的研究發現，多巴胺在在時間處理中扮演者重要角色。黑質多巴胺神經元缺失的帕金森病人往往出現時間感知障礙。此外，黑質緻密部的多巴胺神經元投射到紋狀體，該小組此前的研究發現這一腦區攜帶的信息影響著時間判斷相關的行為。並且，移除這些輸入到紋狀體的多巴胺神經元將損傷對時間的感知能力。

在這項研究中，科學家們首先訓練小鼠進行時間判斷任務，他們讓小鼠估計兩個聲音之間的時間間隔，判斷這段間隔是比1.5秒長還是短。並用鼻子觸碰兩邊的埠來表明自己的選擇。實驗中，聲音之間的時間間隔不斷變化，正確估計時間間隔的小鼠將會獲得獎賞。

圖片來源：參考文獻

研究人員利用遺傳工具測量並操控多巴胺神經元活性。他們發現，在第一次聲響和第二次聲響出現時，這些神經元的活性會增加，這意味著它們確實參與了時間估計任務。不過，研究人員發現神經元活性增加的幅度並非總是相同。神經元活動增強的幅度越大，小鼠更傾向於低估時間間隔，而增加的幅度越小，它們更容易高估時間間隔。

操控多巴胺神經元活性改變動物的時間估計

為了進一步確認黑質多巴胺神經元活性與時間估計之間的因果關係，研究人員進行了進一步實驗。他們利用光遺傳學技術「開啟」或「關閉」這些多巴胺神經元，觀察其對小鼠時間估計行為的影響。研究人員發現，如果刺激神經細胞，小鼠傾向於低估時間間隔，如果沉默這些細胞，小鼠更容易高估時間間隔。這意味，黑質多巴胺神經元確實能夠改變動物對時間流逝的判斷。

由於人類也有相同類型的神經元，這一研究結果意味著人類可能也有類似的時間感知機制，對其進行操控可能會改變我們對時間流逝的主觀體驗。這一效應可能參與涉及多巴胺系統功能障礙的注意力缺陷障礙及藥物成癮的機制。不過，研究人員也表示，他們測定的僅僅是小鼠的行為變化，而不能說是一種知覺，因為小鼠並不能表明它們的「感受」。不過，這已經是科學家們所能做出的最好的研究方法了。為何小情侶們能煲電話粥到三更半夜？激活的多巴胺神經元縮短了他們對時間的估計可能是一個合理的解釋。

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