互动科普

一些脑组织结构一一管理记忆中的事件和发生的年代一一会影响“思维时间”

概述：研究人员已经了解人体是如何通过生理节奏来保持时间，但却不知道大脑是如何按照年代顺序记住已经发生过的事情。最近的研究表明不同的大脑结构——包括时间叶海岛沟壑基底前脑一一与“思维时间”有一定关系。

闹钟使的我们按时醒过来，在时间的支配下度过一天——商讨会、接待来访者、电话会议、午宴都安排在特定的时间开始。我们遵循着一个唯一的记时体系——它基于恒古不变的昼夜转换以确保我们和他人的活动安排彼此协调。在进化的过程中，人类已经形成了一种生物钟，适应这种昼夜的交替变化。这个位于大脑下丘脑部位的生物钟，管理着我所称的身体时间(见本期第36页KarenWright所著的“人类的生物时钟”)。

但是还有另一种完全不同种类的时间——“思维时间”，它是指我们如何经历一段时间以及如何安排事件发生的年代。它不像钟表固定的嘀嗒，这种时间会(让我们)感觉或快或慢，或长或短。这种长短快慢的变化可有不同的规模：从几十年、几个月、几个星期、几个小时到最微小的音乐间隔——一个音符的长度或两个音符之间的停顿间隙。我们还会按时安排自己的事情，不管那是一个终生的事件或仅仅持续几秒钟，都由我们决定它们何时发生、以何种顺序以及以何种规模。目前还不清楚“思维时间”与身体时间的生物钟之间有怎样的联系，思维时间是否取决于一个单一的计时“装置”或者主要依赖我们时间经历和时间顺序，或者甚至是信息处理过程也不清楚。如果后者被证明是真实的话，那么思维时间一定取决于：我们对事件给予的关注和事件发生时我们的情感，而且它也会受到我们记忆事件的方式和感知、回忆时的推论的影响。

时间和记忆

我第一次关注时间处理问题，始于工作中同神经科病人的接触。那些大脑区域一一包括与学习和回忆新事物有关的——遭受到损伤的人，其按年代和顺序回忆过去发生事情的能力；将发生严重的混乱。另外，这些健忘症患者失去了精确估计几小时、几个月、几年和几十年等时间段的能力。另一方面，他们的生物钟经常处于未被开发的状态，同样，感知简短时间段——持续1分钟或不到1分钟——并将他们适当排序的能力也尚未被开发。至少，这些患者的经历提示：时间的处理过程和某种类型的记忆一定享有一些共同的神经通道。

健忘症与时间之间的关联性，可在大脑海马永久损伤的患者中显著地表现出来。海马是大脑记忆的一个重要区域，位于颞叶周围，而通过颞叶，海马拥有了2种与其他大脑皮层联系的方式，海马的损伤可阻止新记忆的产生。形成记忆的能力是我们自身年代感知结构中一个不可缺少的部分，我们根据发生的一个个事件建立了我们的时间线，然后将个人事件与发生在我们周围的事情联系起来。当海马损伤后，患者对事实的记忆维持不了1分钟，遭受如此痛苦的患者被认为患有顺行性遗忘症。

有趣的是，由海马产生的记忆并不储存在海马中，他们分布在部分大脑皮层(包括颞叶)——形成主观视觉印象、声音和触觉记忆等的区域——的神经网络中。这些网络必须被激活才能建立并回忆一段记忆；当神经网络遭到破坏后，患者就无法恢复长期的记忆，这种情况称为逆行性遗忘症。逆行性遗忘症中最明显的记忆丧失恰恰是这些赋有时间印记的记忆：对在特定场合的特定环境下发生的特殊事件的回忆。例如，关于某人婚礼的记忆就具有时间印记。与上不同但与回忆有关的一一比如结婚的概念一一中间没有包含这样的时间。海马周围的颞叶在形成和回忆这些记忆中起着非常重要的作用。

损伤颞叶皮层的患者，他们数年甚至数l0年的自传性记忆不可避免地被抹去。病毒性脑炎、中风和阿尔茨海默氏病是导致最广泛损害的神经性发作。

一位这样的患者一一我和我的同事对他研究了25年一一其时间间距几乎一直处于摇篮时代。患者46岁时，他的海马和颞叶均遭受了损伤，因此，他既患有顺行性遗忘症又患有逆行性遗忘症，既无法形成新的事实记忆又不能回忆起旧的记忆，患者一直处于现实状态，无法回忆1分钟之前或20年以前发生的事情。

事实上，他没有一点时间的概念，他无法说出日期，当要求他猜测时，他的反应是杂乱的一一就好像1942年和2013年风马牛不相反。如果他靠近窗户，在光线和阴影的提示下，能准确一些地估计出时间，一旦远离钟表和窗户，就辨别不出上午和下午、晚上和白天，身体时间生物钟"失灵"。这种病人也无法说出自己的年龄，他虽能猜测但往往是错的。

他记得的极少数特殊事情中的两件是他结了婚并是两个孩子的父亲。但他何时结的婚? 他说不出；孩子何时出生的? 他不知道。他无法在他的家庭生活时间线中找到合适的位置。他确实结了婚，但他妻子在20多年前就和他离了婚；他的孩子也早已结了婚并有了自己的孩子。

时间印记

大脑如何"指派"一个事件在特定的时间发生并按年代顺序排放。或者像我的患者那样，无法完成，目前还是一个谜。我们仅仅知道：事实的记忆和那些事实之间的空间与时间的关系都受到了牵涉。据此，我和我的衣阿华州大学的同事DanielTranel和RobertJones决定研究自传性时间线是如何建立的。通过观察不同种类记忆损伤的病人，我们希望能够了解大脑的哪个区域或哪些区域是管理记忆正确位置的。

我们选择了4组参与者，共20名。第1组包括由于颞叶受损伤而导致的遗忘症患者；第2组由前脑基底部与记忆有关的另一个区域——受损伤而引起的遗忘症患者组成；第3组由颞叶和前脑基底部以外部位受到损伤且没有遗忘症的患者组成；对照组选择了一些无神经性疾病、有正常的记忆并且年龄和受教育水平与前面患者均相当的个体。

每个参加者需填写了一张有关他们生活中重要事件的详细问卷调查表。内容包括父母、兄弟和各种亲戚、学校、友情和职业活动，然后我们通过其亲属和记录来证实这些答案。我们还建立了参与者能回忆出的重要公共事件，诸如竞选官员、战争和其他灾难以及显著的文化发展，然后我们针对每一位参加者定制一张卡片，其上描述了每个特定的个体或公共事件，根据每年和每10年将这些事件画出一个90年代的时间线。对于参与者来说，完成这些与做生活游戏没什么两样；而对于研究者来说，它能测量到精确的时间定位。

正如预想的那样，遗忘症患者与正常对照组不同。正常个体在时间定位上相对准确：他们平均仅错1．9年；遗忘症患者错得较多，尤其是那些前脑基底部受损伤的患者，虽然他们能够准确地回忆起发生的某个事件，但与正确时间的偏差平均达到5．2年；然而他们对事件的回忆能力要高于颞叶受损伤的患者，而后者对时间标志的回忆更准确一些——他们仅仅偏离标准达2．9年。

实验结果表明：回忆时间标志和回忆发生过的事件是两个可分离的过程；更有趣的是，这项实验结果提示：前脑基底部在帮助我们将一段记忆放置在正确的时间段中可能起着重要的作用。这种观念与前脑基底部患者的临床观察一致。这些患者确实能够记忆一些新的事实，这和与其相对的颞叶损伤已确定的结果不同。但是他们经常以错误的顺序回忆他们刚刚记忆的事件，以编造的形式从一个场合变为另一个场合来重新组建事件的顺序。

意识滞后

我们大多数人无需应付像我的许多患者那样的较大记忆间隙或年代混乱。但是我们都共有一种奇怪的意识时间滞后现象，它由旧金山加利福尼亚大学的神经生理学家BenjaminLibet于20世纪70年代首先提出。在一个实验中，Libet证实了个体有意识地决定弯曲手指(记录到了那种意识的精确时刻)的时间和提示弯曲即将来临的大脑活动波之间存在一个时间差。大脑活动波出现在个体有意识地决定弯曲他的手指之前的1／3秒。在另一项实验中，Libet通过一些外科病人，测试直接作用于大脑的一个刺激是否能够引起任何的感觉，这些病人是清醒的，与大多数这样的手术病人一样。他发现在大脑皮质中释放一个轻微的电荷，可使病人的手产生一种麻木感——在刺激之后的半秒钟。

虽然对这些实验以及其他意识研究领域的解释还存在争论，但Libet的实验，说明了一个普通的事实：很明显，神经活动导致意识开始的时刻滞后于个体事实上经历那些神经活动的时刻。

这个发现刚开始的时候令人震惊，而滞后的原因是相当清楚的。构成一个事件去冲击身体并修正一个器官的感觉探测器如视网膜，这种生理变化需要花费时间；电化学修饰的结果作为信号传输到中枢神经系统需要花费时间；在大脑感觉图上产生一个神经图样需要花费时间；最后，将事件的神经图和起源于它的思想图像与其自身(即我们是谁这个概念)的神经图和图像联系起来也需要花费时间，这是最后和最关键的一步，没有这一步，事件将不会成为有意识的。

我们描述的(过程)不过仅仅是毫秒的时间，然而滞后确实存在着。这种情形如此奇特以至于读者想知道为什么我们没有意识到这种滞后。一个吸引人的解释是我们拥有一个相似的大脑并且它们的工作方式也是相似的，我们都毫无办法地滞后自己的意识并且无人注意到它，但也许还有其他原因。大脑能建立自己与中央处理事件的联系，如在微瞬时水平，它设法“预期”一些事件，这样延迟的过程可变得较短而且不同的延迟过程可表现为相似的延迟。

Libet冥思苦想得出的这种可能性能够解释为什么当我们的眼睛从一个目标快速移到另一个目标时，能够维持时间和空间的连续性。我们既没有注意到眼睛运动时出现的模糊，也没有注意到眼睛从看一个地方到看另一个地方所花费的时间。伦敦大学的PatrickHaggard和伦敦认识神经科学研究院的JohnC．RothweH提示：大脑可提前120毫秒预知到目标，因此到达我们眼中的都是完整的、无间断的图像。

大脑编辑我们视觉体验的能力，以及在神经细胞已经活动(或者反应)后表达某种意愿的能力，表明了大脑对时间的高度灵敏。虽然我们对思维时间的认识还不十分清楚，但我们逐渐知道了更多有关为什么我们经历的时间是如此不同，也知道了大脑需要产生一个什么样的时间线。