Мозговой трест. 39 ведущих нейробиологов – о том, что мы знаем и чего не знаем о мозге

TIMERR объясняет, почему мы воспринимаем время именно так и почему линейное соответствие объективному времени не обязательно, но в чем причина неточностей и систематических ошибок в восприятии времени, которые часто наблюдаются у людей и животных? Когда испытуемых просят определить среднюю продолжительность двух временных интервалов, они часто указывают момент, который предшествует среднему арифметическому. Это любопытно, поскольку если бы субъективное время совпадало с объективным (пусть и с небольшой погрешностью), то в среднем испытуемые указывали бы именно среднее арифметическое между двумя интервалами. Но с точки зрения математики среднюю величину можно определить и двумя другими способами, отличными от вычисления среднего арифметического; и те случаи, когда оценки соответствуют другим определениям среднего, могут указывать на особенности представления времени в мозге. Среднее геометрическое — это квадратный корень из произведения двух интервалов, и оно меньше или равно среднему арифметическому. Среднее гармоническое вычисляется как обратная величина среднего арифметического обратных величин интервалов, и оно всегда меньше или равно среднему геометрическому. Люди часто дают оценку среднего, близкую к среднему геометрическому[194], но диапазон их оценок достаточно широк — от среднего гармонического до среднего арифметического, и это затрудняет применение большинства существующих теорий восприятия времени[195]. Однако алгоритм TIMERR предсказывает, что оценка средней величины интервала будет находиться в диапазоне от среднего гармонического до среднего арифметического в зависимости от интервала, взятого для ретроспективного анализа (того, насколько глубоко в прошлое погружается животное, чтобы оценить удельное вознаграждение). Отказ от ретроспективного анализа равнозначен разбиению интервала в точке, соответствующей среднему гармоническому, а увеличение интервала для анализа приближает точку сначала к среднему геометрическому, а затем и к среднему арифметическому. Иными словами, от продолжительности временного интервала из прошлого, на основе которого рассчитывается удельное вознаграждение среды обитания, зависит степень кривизны функции субъективного представления времени в мозге, которая, в свою очередь, влияет на оценку средней величины. Таким образом, TIMERR объясняет разброс оценок средней величины, одновременно вскрывая причину неточности в оценке времени.

Но почему ошибки в оценке времени увеличиваются пропорционально измеряемому интервалу? Один из способов сконструировать часы — создать механизм отсчета времени, который будет отстукивать равные отрезки времени. Путем подсчета этих отрезков можно измерять время с абсолютной точностью. Однако мозг состоит из нейронов с высоким уровнем шума, которые не способны генерировать импульсы с постоянной частотой. Каким же образом зашумленным нейронным «процессорам» удается рассчитывать временные интервалы?[196] Для субъективного представления времени по принципу TIMERR[197] нейроны должны получать обратную связь от самих себя[198]. Побочный эффект такой обратной связи состоит в усилении шума при обработке сигналов — как его результирующей амплитуды, так и продолжительности. Таким образом, субъективное представление времени по принципу TIMERR автоматически влечет ошибки, которые увеличиваются с ростом интервала времени, что мы и наблюдаем на практике. Интересно, что, поскольку согласно TIMERR представление времени зависит от временного отрезка, взятого для ретроспективной оценки фонового удельного вознаграждения, алгоритм предсказывает, что изменение этого отрезка повлияет на наше восприятие времени. Так, если фоновое удельное вознаграждение велико (вы довольны и получаете удовольствие), предполагается, что интервал для ретроспективного анализа (глубина погружения в прошлое) уменьшится и время в вашем восприятии ускорится (будет пролетать незаметно). Проще говоря, время летит быстро, когда вам весело.

Предложенная здесь модель объясняет искажения в нашем восприятии времени, представляя их естественным следствием рационального принятия решений с учетом связанных со временем издержек. Эта гипотеза проливает свет на многие известные факты о восприятии времени — и в то же время порождает новые гипотезы, которые еще предстоит подтвердить или опровергнуть экспериментально. У нашего специфического восприятия времени есть свои достоинства — вероятно, именно поэтому время порой ведет себя так странно.

Электрические сигналы мозга доступны для понимания Дэвид Фостер