Ученые раскрыли, как наш мозг отслеживает время

«Мы определяем время по тому, что мы делаем, и по тому, что с нами происходит, — сказал Джеймс Хайман, старший автор работы. — Когда мы неподвижны и нам скучно, время идет очень медленно, потому что мы ничего не делаем или ничего не происходит. Напротив, когда случается много событий, каждое из этих действий “двигает” наш мозг вперед. И если так мозг объективно определяет время, то чем больше мы делаем и чем больше с нами происходит, тем быстрее идет время».

Команда поставила эксперимент на крысах. Животным нужно было выполнять повторяющиеся движения, а специалисты в это время анализировали их мозговые паттерны. Некоторым грызунам приходилось отвечать на одну и ту же подсказку более 200 раз. На сканах мозга увеличивали переднюю поясную кору — область мозга, критически важную для мониторинга активности и отслеживания опыта.

Ученые уже знали, что паттерны работы мозга похожи, но немного отличаются каждый раз, когда совершается повторяющееся движение. Поэтому они решили выяснить: можно ли определить, соответствуют ли эти небольшие различия в изменениях паттернов работы мозга между собой после выполнения первого и двухсотого движения? И влияет ли количество времени, необходимое для завершения серии движений, на активность мозговых волн?

Результаты показали, что активность мозга заметно меняется по мере выполнения задачи, от начала до конца, независимо от скорости движения. Эти закономерности оставались неизменными при анализе с помощью модели машинного обучения, что указывает на то, что изменения в нейронной активности обусловлены опытом, а не временными интервалами.

Хайман проиллюстрировал это явление на гипотетическом примере с двумя рабочими фабрики, которым, например, поручено изготовить 100 деталей. Одному требуется 30 минут, чтобы выполнить задачу, а другому — 90 минут.

«Время, необходимое для выполнения задачи, не повлияло на мозговые паттерны. Мозг — это не часы; он действует как счетчик, — объяснил Хайман. — Мозг регистрирует вибрацию, ощущение времени… И для наших рабочих, изготавливающих детали, это означает, что можно заметить разницу между изготовлением детали №85 и детали №60, но не обязательно между деталями №85 и №88».

Но как именно мозг считает время биологически? Исследователи обнаружили, что, по мере того как головной орган «продвигается» через задачу, включающую серию движений, различные небольшие группы нейронов начинают сотрудничать между собой, по сути передавая «эстафету» другой группе клеток каждые несколько повторений — подобно тому, как это делают бегуны в соревновании.

«Таким образом клетки работают вместе и со временем в случайном порядке выстраиваются в ряд, чтобы выполнить работу: сначала одна клетка берет на себя несколько задач, а затем другая, — отметил Хайман. — Клетки отслеживают движения и, соответственно, активность и время в ходе выполнения задания».

Этот же механизм работает при задачах не только на движения, но и на деятельность, считают эксперты.

Наблюдая за грызунами, которые работали быстро, ученые также пришли к выводу, что поддержание хорошего темпа деятельности влияет на восприятие времени. 

«Чем больше мы делаем, тем быстрее идет время. Говорят, что время летит, когда вам весело. Возможно, следовало бы сказать иначе: “Время летит, когда вы много делаете”», — говорит Хайман.

Это исследование — одно из первых, в котором изучается связь времени с передней поясной корой — областью мозга, ассоциирующейся с различными психическими и нейродегенеративными расстройствами. Эксперты полагают, что их выводы о том, как мы воспринимаем течение времени, могут дать представление о таких состояниях, как болезнь Альцгеймера, при которых восприятие времени часто искажается.