李健亞 2008年01月23日 10:40
人類和動植物體內，都有神秘的生物鐘存在。直到現在，關於生物鐘的研究還是炙手可熱。
“幾點了？”時鐘在日常生活中的意義非同小可。即使是在古代社會，沒有發明時鐘，人們也總是會找到時鐘的替代物，類似日出而作，日落而息。現在，我們已經習慣於依賴手機、手錶、鬧鐘來提醒時間，如果這一切都沒有了，我們又將如何知道時間呢？
別擔心，來自科學界的新消息是，人類大腦內有一系列的大腦細胞物質變化，幫助組織控制時間的流逝，也就是遍及大腦的神經細胞網路，可能使我們具有感知時間流逝的能力。
體溫越高時間越快，意識決定時間？
大腦中是否有個“時鐘”機制，這已不是一個新話題。長久以來，科學家相信大腦中有一個可以記錄時間的時鐘，由此我們並不需要借助外在的鐘錶就能感覺到時間的流逝。
對於這一話題的研究來源於現實生活中的一個小片段。1933年，美國心理學家哈德森·侯格蘭德在照顧患了流感發高燒的妻子時，注意到即使他只離開了一段時間，妻子也會抱怨他去得太久。侯格蘭德突發奇想，想知道妻子是否有自己心目中的時間，於是便讓妻子估計一分鐘的時間有多長。另一方面，自己也拿出秒錶核對。37秒之後，妻子說一分鐘時間到了。
進一步的實驗發現，侯格蘭德妻子的體溫越高，則她估計時間的速度就越快。侯格蘭德懷疑這是因為大腦內有一個內在時鐘，體溫的升高會讓它的速度變快。
傳統觀點，大腦內部有座時鐘模型。
隨後認知心理學家提出了各種理論模型來解釋人類和動物的計時行為。垂斯曼提出了內部時鐘模型，假設時間資訊來自一種由某種神經活動所驅動的計時器。
神經心理學家的研究還通過對腦損傷或腦疾病患者在認知實驗中的結果來推知時間資訊加工的腦機制。
Mangles等通過對前額葉和新小腦皮層損傷病人的實驗表明，新小腦損傷病人在400ms和4s的時間辨別作業中受到損傷，而前額葉損傷病人的損傷主要表現在長時間估計中。前額葉與記憶和注意等認知功能有密切的聯繫。在隨後的研究中，科學研究人員還發現前額葉損傷病人在非時間作業中也表現出了工作記憶上的缺陷。
這些結果表明：小腦可能是中樞計時機制。
大腦測試：大腦細胞網路可跟蹤時間。
美國加利福尼亞大學洛杉磯分校季芬醫學院副教授和腦研究所成員迪安·布諾瑪諾怎麼也沒想到，自己小組的研究成果竟然會與經典的設想不同。
研究小組模擬了大腦細胞網路追蹤時間的流程。
一旦有外來刺激物，這些細胞網路便能感知到時間不同的變化。當你聽到莫爾斯電碼的第一聲“嗶”後，一組特定的神經細胞便被激活。這導致大腦進入了一種與聽到聲音之前不同的狀態。在此基礎上，當下一聲“嗶”響起後，大腦又會進入另一個狀態。通過對這些狀態間的差別進行識別，大腦便能夠對時間進行標記。
為了驗證這一假設，研究小組進行了一項測試。志願者被要求在混亂的聲音環境下判斷不同環境中兩個音調之間的間隔。結果發現，志願者對時間間隔的感知能力，會被這種“混亂”的音調環節所減弱。在判斷兩聲“嗶”之間的時間間隔時，有些“嗶”聲的時間間隔很近，有些則很遠。大多數志願者都能輕鬆地分辨出其中的差別。但是當研究人員在“嗶”聲之前播放一個其他的聲音後，這些志願者便很難對時間間隔作出準確判斷。這是由於一個無關的聲音使大腦最初的參考點產生了混淆。
最新觀點：電脈衝式計時方式辨別時間。
此項研究的價值就在於讓我們了解大腦究竟是如何工作的。“我們的研究結果顯示：使我們能夠欣賞演講和享受音樂的時間裝置，遍佈了大腦的各處角落，通過一種電脈衝，這與我們通常戴在手腕上的手錶並不相同。大腦中並沒有一個類似時鐘的裝置，而是電脈衝式的計時方式，讓我們辨別了兩件事之間的時間差距。”同時，研究人員還認為，這一新研究不僅讓我們知道了人類大腦計時的運作模式，也可以幫助我們解決類似誦讀困難症等疾病。
因為確定大腦如何記錄時間，能夠幫助我們找到為什麼一些人語言能力被削弱的病因。由此，研究人員下一步的研究計劃，將對大量大腦細胞反應進行記錄，以確定大腦細胞是否能夠記錄有關大腦皮層刺激時間的編碼資訊。
