時間是可以感覺、看到和聽到的，但與觸覺、視覺、聽覺和嗅覺不同，沒有專門用於感知時間的特定感覺受體。長期以來，這一事實一直在誘惑著神經科學家，他們認為感知時間有可能”搭載”真正的感官模式。事實上，新的研究表明，觸覺體驗中體現的時間感知植根於體感皮質的雙重功能。

感官體驗和時間感知在大腦體感皮質中有著錯綜複雜的連結。在這裡，兩種感覺的神經表徵相互交織，在一個共享的神經網絡中”復用”。

馬修-戴蒙德教授及其SISSA 研究小組最近在《自然-通訊》上發表了他們的研究成果，揭示了觸覺與時間感之間錯綜複雜的相互作用。

當我們處理透過皮膚接收到的刺激時，軀體感覺皮質的神經元會強烈地表現出刺激的細節特徵，最終形成觸覺的主觀體驗。然而，刺激在時間上是短暫的還是延長的？對時間流逝的感知是如何產生的？研究小組的研究結果顯示了體感皮質是如何促進對時間的感知的。

光遺傳學是一種透過在大腦皮層施加光來調節神經元活動的技術，這項研究利用這種技術，在兩種看似不同的體驗–刺激的”內容”和”持續時間”–之間建立了聯繫。在訓練大鼠評估振動強度而忽略持續時間的過程中，光遺傳學幹預影響了感知強度。

相反，在訓練動物評估振動持續時間而忽略強度的過程中，光遺傳幹預影響了感知的持續時間。這些發現不僅肯定了軀體感覺皮質在建構觸覺方面的預期功能，而且還支持了這樣一種觀點，即對時間的感知植根於一個由具有不同功能（包括觸覺）的大腦區域組成的廣泛網絡。這項研究為未來探索感官體驗與時間感知之間錯綜複雜關係的研究奠定了基礎。

研究協調員馬修-戴蒙德（Mathew Diamond）教授解釋：「感知感覺事件持續時間的神經元機制仍不完全清楚。人們認為，對時間的感知不是依賴單一的大腦中樞，而是來自分佈在不同大腦區域的神經元網路。研究結果表明，大腦皮質的感覺處理階段是網路的一個組成部分。這意味著一個皮質神經元群可以產生兩種不同的感覺體驗，強調了時間感知和觸覺的相互關聯性”。

SISSA 研究小組先前的研究暗示，感覺處理路徑中脈衝的整合和累積是時間感知的潛在機制。現在，光遺傳學技術被用來直接測試這個假設，從而能夠操縱特定目標位置的神經元活動。戴蒙德解釋說：”如果光遺傳幹預產生了行為效應，唯一的解釋就是目標神經元以某種方式參與其中。以兩組大鼠中相似的神經元為目標，會產生兩種不同的行為結果。透過光遺傳學增加神經元發射，’持續時間’組大鼠感知到的持續時間增加，而”強度”組大鼠感知到的強度增加。由於這兩種感知涉及一組重疊的神經元，我們將這兩種訊號描述為體感皮質中的”復用”訊號。最後，我們建構了一個從皮質神經元生理到最終知覺的數學模型。該模型指出了從神經元發射建立精細知覺的潛在細胞機制”。

研究得出結論，時間感知與觸覺錯綜複雜地交織在一起，在觸覺表像中出現。這項見解為透過感官編碼的視角探索時間體驗打開了大門，為理解感知外在世界與感知時間之間的複雜關係提供了新的途徑。

編譯來源：ScitechDaily