Японские исследователи установили, что мозг способен одновременно использовать несколько систем отсчёта времени. Эти механизмы могут действовать согласованно или независимо, помогая нервной системе отслеживать разные события, оценивать длительность интервалов и выбирать момент для действия.
Эксперимент провели специалисты Института науки Токио. Они изучали вторичную моторную кору, расположенную в передней части мозга, и заднюю теменную кору — обе области участвуют в восприятии коротких промежутков времени. Ранее было неизвестно, насколько синхронно работают эти структуры.
Мышей научили ждать вознаграждение, которое появлялось через 6 или 12 секунд поочерёдно. Со временем животные стали заранее определять момент его появления. В это время учёные записывали активность тысяч нейронов в обеих областях мозга.
Нервные клетки активировались в определённой последовательности, соответствующей течению времени. По этим сигналам исследователи смогли определить, какой момент интервала отражала каждая из изучаемых зон. Иногда обе области одновременно ошибались в оценке времени, что указывало на работу общего механизма отсчёта.
Однако примерно в два раза чаще сбой возникал только в одной структуре, тогда как вторая продолжала отсчитывать время независимо. Компьютерное моделирование показало, что для согласованной работы двух нейронных сетей достаточно сравнительно небольшого числа связей между ними, при этом каждая сеть сохраняет собственное представление о времени.
По предположению учёных, важную роль в этом процессе могут играть медленные колебания активности нейронов. После таких изменений сети способны возвращаться к своим устойчивым состояниям, а затем снова синхронизироваться. Как сообщает Институт науки Токио, этот механизм может позволять человеку одновременно оценивать длительность текущего действия и ждать события, которое произойдёт позже.
Речь идёт о восприятии времени в масштабе секунд, а не о биологических часах, регулирующих сон и бодрствование. Такие процессы связаны с движением, планированием, обучением и принятием решений. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications; авторы намерены изучить другие области мозга, а также возможное применение полученных данных для понимания нарушений взаимодействия нейронных сетей и создания новых систем искусственного интеллекта.