那个让你开心的多巴胺,可能还是大脑里的一块表

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那个让你开心的多巴胺,可能还是大脑里的一块表

图片:Yestone.com 版权图片库

人类为什么没有进化出直观感受时间(接受时间信息)的器官?

门房张大爷,我的胸肌都在抖

一部分人说没感受器,另一部分人说的都是节律,并没人正面回答题主的问题。大脑中是存在权衡时间的机制的。

关于时间感其实是有一篇做的很巧妙的 paper 的。有兴趣的可以去读一读原文。

Midbrain dopamine neurons control judgment of time

首先,作者使用了一种我以前从未见过的行为学范式,他训练动物,让动物听见两个声音,声音的间隔时间在 0.5s 到 2.5s 之间。大于 1.5 秒声音时鼻触左侧孔,以获取食物,同理,小于 1.5 秒触右孔。

他判断多巴胺能神经元对时间感有影响的第一个理由是,破坏了多巴胺能神经元可以降低这个行为的正确率。

然后他就开始对多巴胺能神经元进行在体记录了。

我先来介绍一下 VTA 多巴胺能神经元的特点,他标记了对奖赏预期的错误。什么意思呢?如果一个人给了你一颗糖,你的 VTA 多巴胺能神经元放电会增加,但是如果你知道那个人在那个时候给你这颗糖,那你拿到糖的时候放电增加就不会那么显著了。再进一步介绍,如果一个人每次见到你都会给你一颗糖,那么“你见到他”这件事是你无法预期的,“被给糖”是可以被“遇见他”所预期的,所以多巴胺能神经元的放电增加将出现于“遇见他”。

好,我们继续回来。所以我们可以通过对多巴胺能神经元特点的了解,来进行一次数学模型的拟合。

如果多巴胺能神经元真的可以感受到时间长短的话!

首先,第一次声音响起来之后,第二次声音只会在 0.5 到 2.5 出现,那么越是靠后出现,他所带来的 surprise 就越小,因为在 0.5s 的时候,他的可出现范围长达 2s,而在 2.4s 的时候,只剩下了 0.1s。所以,随着时间的进行,多巴胺能神经元接收到第二次刺激的时候,放电的增加就会变小。

其次,时间越长或者越短,这次判断就越容易,1.5s 左右的时候判断最难,错误率极高,所代表的奖赏也就极低,所以,越靠两边的时间,多巴胺能神经元放电的增加量越高。

综合上述两种想法,可以得出一条先下降后平的,多巴胺放电增加量随时间间隔长短的变化的曲线。

然后他们对比实际情况,相符!

那么他能不能权衡时间呢?

随着实验的进行,每次多巴胺放电的增加量当然都不会完全相同,而且放电越高,压左侧(间隔长孔)几率越小。

又开始算术了。把时间间隔做为横坐标,把压左杆的概率做为纵坐标,会得到一条 s 型曲线。

如果,多巴胺能神经元放电的强弱直接改变动物鼻触的动机,那么随着多巴胺能神经元放电的增加,压左侧孔的概率会整体降低,也就是曲线下移。

如果是通过控制时间的感受,那么动物只会对横坐标长短间隔的感觉产生差异。而对于压杆来说,总体是不会有差别的,表现为曲线左右移动,如图。

事实证明,作者又蒙对了。

最后的感想,多巴胺能神经元不一定是自己去感受和权衡时间的,可能是上级神经元。所以可能真正控制时间感的脑区并不是 VTA,他只是一个体现者。

可能通过很复杂的很巧妙的分子机制,因为大分子这种东西有的时候时间窗严谨的不得了。就像之前我看到过一篇文章,他做光遗传和切片电生理,把电刺激和蓝光刺激时间偶联,刺激很久以后,发现只给电刺激,记录到的信号也可以在之前光刺激的时间点发生一次兴奋,从而推测神经可塑性和神经环路对精确的时间把控有一定作用。

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