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身體和大腦如何處理時(shí)間 How the body and brain process time

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How the body and brain process time

身體和大腦如何處理時(shí)間

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0149763425004178



摘 要
近期來(lái)自兩項(xiàng)獨(dú)立元分析的證據(jù)表明,主觀時(shí)間的加工涉及島葉皮層和輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(SMA)。島葉被認(rèn)為作為主要的內(nèi)感受感覺(jué)皮層,接收并處理來(lái)自身體器官和組織的信號(hào)。在本綜述中,我們強(qiáng)調(diào)了越來(lái)越多來(lái)自功能性神經(jīng)影像學(xué)、電生理學(xué)和心理生理學(xué)研究,以及神經(jīng)心理學(xué)和神經(jīng)精神病學(xué)研究的證據(jù),這些證據(jù)表明,主觀時(shí)間判斷植根于自我的身體和情緒層面。我們著重指出了島葉在時(shí)間知覺(jué)中仍被低估的作用,并提出:對(duì)時(shí)間流逝的感知和持續(xù)時(shí)間的判斷,依賴于既支持身體與外部環(huán)境互動(dòng)的腦區(qū)(如SMA),也依賴于處理源自身體內(nèi)部信號(hào)的腦區(qū)(如島葉)。

關(guān)鍵詞:時(shí)間知覺(jué) 內(nèi)感受 軀體信號(hào) 感覺(jué)運(yùn)動(dòng)加工 情緒 島葉

  1. 引言大腦如何實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間流逝的感知和持續(xù)時(shí)間的判斷(見(jiàn)框1),這一問(wèn)題目前仍僅部分得到理解。研究者在大多數(shù)基本心理功能及其相關(guān)的神經(jīng)基礎(chǔ)方面已達(dá)成共識(shí),例如,關(guān)于空間知覺(jué)和空間導(dǎo)航所依賴的內(nèi)嗅皮層與海馬結(jié)構(gòu),已有高度一致的認(rèn)識(shí)(Moser 等,2017),相關(guān)研究也因此獲得了2014年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。相比之下,時(shí)間知覺(jué)的神經(jīng)基礎(chǔ)則尚未得到充分確立。


盡管已提出眾多心理與神經(jīng)生理學(xué)模型,但學(xué)界對(duì)于大腦如何以及在何處處理時(shí)間信息,仍未達(dá)成終極共識(shí)。主流的認(rèn)知模型是“起搏器–累加器”(pacemaker–accumulator)模型,該模型認(rèn)為一個(gè)起搏器產(chǎn)生脈沖信號(hào),而這些脈沖的累積量反映了所體驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間(Gibbon 等,1984;Treisman 等,1990)。該模型的變體進(jìn)一步引入了注意的調(diào)節(jié)作用:當(dāng)注意力集中于時(shí)間時(shí),會(huì)累積更多脈沖,導(dǎo)致感知到的時(shí)間更長(zhǎng);而分心則會(huì)導(dǎo)致時(shí)間低估(Zakay 和 Block,1997;Grondin 和 Macar,1992)。這些時(shí)間知覺(jué)的信息加工模型后來(lái)被納入貝葉斯推斷和預(yù)測(cè)編碼(predictive coding)框架,提出主觀時(shí)間源于一種推理過(guò)程——旨在最小化時(shí)間預(yù)測(cè)誤差,并通過(guò)整合過(guò)去經(jīng)歷的持續(xù)時(shí)間表征與當(dāng)前的感覺(jué)信息,優(yōu)化持續(xù)時(shí)間估計(jì)的可靠性(Shi 等,2013;Shi 和 Burr,2016;Turgeon 等,2016)。

在神經(jīng)機(jī)制上,起搏器–累加器模型已有若干具神經(jīng)合理性的實(shí)現(xiàn)方式,例如漂移擴(kuò)散模型(drift-diffusion models)(如 Simen 等,2011;Balc? 和 Simen,2016),這類模型將間隔計(jì)時(shí)(interval timing)理解為神經(jīng)群體放電率隨時(shí)間的整合過(guò)程,累積活動(dòng)逐漸上升,直至達(dá)到某一閾值即標(biāo)志時(shí)間間隔結(jié)束。

其他觀點(diǎn)則將持續(xù)時(shí)間判斷與認(rèn)知努力聯(lián)系起來(lái):對(duì)復(fù)雜或新穎事件進(jìn)行編碼所消耗的更多能量會(huì)延展主觀時(shí)間(Eagleman 和 Pariyadath,2009)。例如,新異刺激(oddball stimuli)通常被認(rèn)為比重復(fù)刺激持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng),因?yàn)樾庐愋孕枰嗟募庸べY源(van Wassenhove 等,2008)。另有模型強(qiáng)調(diào)特定的記憶相關(guān)機(jī)制可作為時(shí)間信號(hào),例如記憶強(qiáng)度的衰減(Staddon,2005)或隨時(shí)間發(fā)生的不可逆耗散過(guò)程(Wackermann 和 Ehm,2006)。

神經(jīng)解剖學(xué)研究也指出了多個(gè)時(shí)間知覺(jué)的候選腦區(qū):皮質(zhì)–紋狀體環(huán)路(Matell 和 Meck,2004;Emmons 等,2020;Singh 等,2021)、頂葉皮層(Bueti 和 Walsh,2009)、小腦(Ivry 等,2002)以及前額葉皮層(Lewis 和 Miall,2006)。上述所有區(qū)域均曾被提出作為時(shí)間加工的中心化機(jī)制;與之相對(duì),狀態(tài)依賴模型(state-dependent models)并不假設(shè)存在一個(gè)中央時(shí)鐘,而是認(rèn)為時(shí)間知覺(jué)源于分布式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中固有的時(shí)間動(dòng)態(tài)特性(Buonomano 等,2009;van Wassenhove,2009)。例如,對(duì)持續(xù)時(shí)間短于半秒的事件的間隔加工,被認(rèn)為與依賴時(shí)間的神經(jīng)變化(如短時(shí)程突觸可塑性)有關(guān)(Buonomano 等,2009)。另有研究提出,初級(jí)感覺(jué)皮層和聯(lián)合皮層對(duì)特定時(shí)間范圍事件的神經(jīng)反應(yīng),可作為支持短時(shí)刺激(通常短于1秒)持續(xù)時(shí)間加工的機(jī)制(Harvey 等,2020;Hendrikx 等,2022)。具有內(nèi)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的個(gè)體腦區(qū)可能專門負(fù)責(zé)在數(shù)秒時(shí)間尺度上對(duì)感知和行動(dòng)進(jìn)行多尺度的時(shí)間組織(Golesorkhi 等,2021)。具體而言,紋狀體節(jié)律頻率模型(striatal beat-frequency model)提出,皮質(zhì)–紋狀體環(huán)路中的皮層振蕩器通過(guò)相位組合產(chǎn)生獨(dú)特的激活模式,而紋狀體神經(jīng)元通過(guò)檢測(cè)這些模式的“重合”來(lái)編碼時(shí)間間隔(Matell 和 Meck,2004)。跨多個(gè)頻段的神經(jīng)振蕩支持這種重合檢測(cè),并已被關(guān)聯(lián)到間隔計(jì)時(shí)、同步性與時(shí)間預(yù)期(van Wassenhove,2016)。盡管尚無(wú)振蕩模型獲得完全的實(shí)證驗(yàn)證,但腦電圖(EEG)研究已證實(shí),神經(jīng)振蕩在亞秒至多秒時(shí)間間隔的計(jì)時(shí)過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用(Kononowicz 和 van Rijn,2015)。

來(lái)自人類和動(dòng)物的研究表明,神經(jīng)活動(dòng)的“爬升”(ramping)或逐漸增強(qiáng),可能作為表征持續(xù)時(shí)間的一種機(jī)制(Wittmann,2013)。這種神經(jīng)群體活動(dòng)的累積過(guò)程實(shí)質(zhì)上起到時(shí)間整合器的作用,在定時(shí)間隔結(jié)束時(shí)達(dá)到峰值,從而可能構(gòu)成持續(xù)時(shí)間估計(jì)的基礎(chǔ)(Durstewitz,2004;Simen 等,2011)。在人類中,這種上升活動(dòng)已被觀察到出現(xiàn)在島葉皮層以及與間隔計(jì)時(shí)相關(guān)的心率變化中,表明兩者均與時(shí)間的累積表征相關(guān)(Wittmann 等,2010;2011;Meissner 和 Wittmann,2011;Khoshnoud 等,2024)。

在神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)方面,多巴胺系統(tǒng)在時(shí)間知覺(jué)中居于核心地位。藥理學(xué)研究表明,多巴胺受體激動(dòng)劑和拮抗劑分別導(dǎo)致對(duì)持續(xù)時(shí)間的相對(duì)高估和低估(Coull 等,2011;Fung 等,2021),這些效應(yīng)與紋狀體神經(jīng)元活動(dòng)相關(guān)(Bruce 等,2025)。成癮障礙患者的時(shí)間加工缺陷被認(rèn)為受多巴胺功能失調(diào)調(diào)控(Paasche 等,2019)。遺傳學(xué)變異也進(jìn)一步揭示了多巴胺的作用:紋狀體D2受體基因多態(tài)性可預(yù)測(cè)個(gè)體在辨別約500毫秒時(shí)間間隔時(shí)的表現(xiàn)變異性(但非準(zhǔn)確性)(Wiener 等,2011a);而在判斷約2秒時(shí)間間隔時(shí)的變異,則與前額葉一種調(diào)節(jié)多巴胺代謝的酶的基因多態(tài)性相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)凸顯了與特定持續(xù)時(shí)間相對(duì)應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制。

其他遞質(zhì)系統(tǒng)亦有貢獻(xiàn)。靜息態(tài)γ-氨基丁酸(GABA)濃度與亞秒級(jí)計(jì)時(shí)準(zhǔn)確性相關(guān)(Terhune 等,2014)。催產(chǎn)素可偏置對(duì)情緒面孔的時(shí)間判斷——在異性戀男性中,它使快樂(lè)女性面孔的時(shí)間感知延長(zhǎng)(dilation),而使快樂(lè)男性面孔的時(shí)間感知壓縮(compression)(Colonnello 等,2016)。5-羥色胺(血清素)系統(tǒng)似乎更與數(shù)秒級(jí)別的間隔計(jì)時(shí)相關(guān)(綜述見(jiàn):Akhmirov 等,2024):盡管閾下劑量的5-羥色胺激動(dòng)劑(5-HT2A/1A)可干擾對(duì)最長(zhǎng)5秒時(shí)間間隔的再現(xiàn)(Wackermann 等,2008),但與5-羥色胺(而非多巴胺)相關(guān)的基因多態(tài)性可預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)3–6秒時(shí)間間隔的辨別能力(Sysoeva 等,2010)。

盡管上述所有模型均有不同實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的支持,但這些看似矛盾的結(jié)果表明:時(shí)間信息的加工依賴于大腦中的多種機(jī)制與環(huán)路,其調(diào)用方式因多個(gè)因素而異,包括被計(jì)時(shí)持續(xù)時(shí)間的范圍及任務(wù)需求(參見(jiàn) Paton 和 Buonomano,2018 的綜述)。在大尺度腦網(wǎng)絡(luò)層面,有觀點(diǎn)認(rèn)為時(shí)間知覺(jué)依賴于一個(gè)“核心”網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)當(dāng)前任務(wù)需求靈活地與更廣泛的腦區(qū)相互作用,從而解釋在不同情境與范式下觀察到的時(shí)間行為特征(Merchant 等,2013)。利用功能性磁共振成像(fMRI)研究人類時(shí)間與持續(xù)時(shí)間加工所支持的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),以及對(duì)這類神經(jīng)影像研究的定量元分析,確實(shí)證實(shí)了時(shí)間知覺(jué)涉及一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò),包括皮層下結(jié)構(gòu)(基底神經(jīng)節(jié),以及經(jīng)常但非總是出現(xiàn)的丘腦和小腦)和皮層區(qū)域(輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、額下回、頂下小葉和島葉皮層)(Wiener,2024),此外還能刻畫出與不同任務(wù)特征相關(guān)的腦激活差異(例如 Wiener 等,2010;Teghil 等,2019;Nani 等,2019)。

近期,兩項(xiàng)獨(dú)立的元分析研究(Naghibi 等,2024;Mondok 和 Wiener,2023)為理解時(shí)間知覺(jué)的神經(jīng)相關(guān)物邁出了重要一步,這些研究首次提供了有力證據(jù),表明雙側(cè)島葉和輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(SMA)可能構(gòu)成一個(gè)“核心”計(jì)時(shí)系統(tǒng)(Naghibi 等,2024)。在本綜述中,我們提出:這些發(fā)現(xiàn)可被置于這兩個(gè)腦區(qū)分別在內(nèi)感受(interoception)和感覺(jué)運(yùn)動(dòng)(sensorimotor)加工中關(guān)鍵作用的背景下加以理解。首先,我們將討論這兩項(xiàng)元分析的結(jié)果;隨后,我們將呈現(xiàn)來(lái)自fMRI研究以及神經(jīng)生理學(xué)、電生理學(xué)、神經(jīng)心理學(xué)、神經(jīng)精神病學(xué)和心理學(xué)研究的證據(jù),支持“時(shí)間知覺(jué)根植于自我的身體與情緒層面”這一觀點(diǎn)。需要強(qiáng)調(diào)的是,本文無(wú)意提出一種與上述理論模型相抗衡的、全新的專屬時(shí)間知覺(jué)機(jī)制;相反,我們的目標(biāo)是突出一個(gè)整合性框架,用以理解與時(shí)間及持續(xù)時(shí)間加工相關(guān)的多種心理構(gòu)念(見(jiàn)框1)——涵蓋從數(shù)百毫秒到數(shù)分鐘的時(shí)間尺度——以期推動(dòng)未來(lái)基于假設(shè)的研究。

  1. 時(shí)間知覺(jué)的神經(jīng)相關(guān)物:來(lái)自兩項(xiàng)元分析的證據(jù)

近期兩項(xiàng)針對(duì)fMRI研究的元分析(Naghibi 等,2024;Mondok 和 Wiener,2023)采用了激活似然估計(jì)(Activation Likelihood Estimation, ALE)方法——該技術(shù)用于識(shí)別在不同神經(jīng)影像學(xué)實(shí)驗(yàn)中,激活焦點(diǎn)在特定腦區(qū)坐標(biāo)上匯聚的概率顯著高于隨機(jī)水平的區(qū)域(Eickhoff 等,2009)——以探究前瞻性時(shí)間知覺(jué)(prospective time perception,即個(gè)體被明確要求判斷時(shí)間流逝或時(shí)間持續(xù)長(zhǎng)度時(shí)的時(shí)間知覺(jué);見(jiàn)框1)的神經(jīng)相關(guān)物。

Naghibi 及其同事(2024)考察了計(jì)時(shí)范式中主要分類維度的變化(包括持續(xù)時(shí)間范圍、任務(wù)對(duì)運(yùn)動(dòng)與感知需求的側(cè)重、感覺(jué)模態(tài)、刺激的序列性或離散性結(jié)構(gòu),以及是否利用持續(xù)時(shí)間信息進(jìn)行顯式估計(jì)或預(yù)測(cè))對(duì)腦激活模式的影響。他們分析了先前神經(jīng)影像研究中的97個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)對(duì)比。結(jié)果發(fā)現(xiàn),無(wú)論任務(wù)維度如何變化,僅有兩個(gè)激活簇始終穩(wěn)定出現(xiàn):一個(gè)位于島葉,另一個(gè)位于輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(supplementary motor area, SMA,涵蓋尾側(cè)和吻側(cè)部分,即SMA本體和前SMA)。在同一論文中,作者還進(jìn)行了另一項(xiàng)更嚴(yán)格的ALE分析,僅納入那些將計(jì)時(shí)條件與控制條件進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)——這些控制條件在任務(wù)結(jié)構(gòu)、感覺(jué)運(yùn)動(dòng)特征、工作記憶、注意需求和總體難度等方面均與計(jì)時(shí)條件相匹配。結(jié)果僅剩兩個(gè)激活簇通過(guò)了這一嚴(yán)格控制水平,即左側(cè)前島葉和SMA,表明這兩個(gè)區(qū)域是唯一真正由時(shí)間加工本身(而非其他在各種計(jì)時(shí)任務(wù)中混雜的認(rèn)知功能)所激活的腦區(qū)。其中,左側(cè)島葉皮層是在從毫秒級(jí)到數(shù)秒級(jí)的所有持續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)均被激活的唯一腦區(qū)(圖1A)。


另一項(xiàng)近期的元分析中,Mondok 和 Wiener(2023)將ALE方法與反向推理(reverse inference)相結(jié)合,以評(píng)估在顯式計(jì)時(shí)研究中觀察到的腦區(qū)激活,是否可靠地與時(shí)間知覺(jué)相關(guān),而非更廣泛地與其他多種認(rèn)知功能相關(guān)。與標(biāo)準(zhǔn)的正向推理方法(在ALE框架下,先確定某一認(rèn)知功能,再通過(guò)分析針對(duì)該功能的研究來(lái)推斷其相關(guān)腦區(qū))不同,反向推理采用逆向推理邏輯,即從觀察到的腦激活模式推斷可能涉及的認(rèn)知功能。Mondok 和 Wiener(2023)將來(lái)自114項(xiàng)顯式計(jì)時(shí)研究的ALE圖譜,與另一個(gè)基于9953項(xiàng)fMRI實(shí)驗(yàn)的ALE圖譜進(jìn)行比較——后者涵蓋了一系列用于評(píng)估非計(jì)時(shí)功能的多樣化任務(wù)。作者使用貝葉斯算法計(jì)算了后驗(yàn)概率(posterior probability),即在觀察到特定腦區(qū)激活的情況下,受試者實(shí)際從事時(shí)間判斷任務(wù)(而非非時(shí)間任務(wù))的可能性。因此,他們刻畫了在特定腦區(qū)被激活的前提下,正在進(jìn)行時(shí)間加工的概率。結(jié)果發(fā)現(xiàn),僅有少數(shù)腦區(qū)在時(shí)間任務(wù)中的激活程度相對(duì)高于其他認(rèn)知功能(圖1B)。其中,后驗(yàn)概率最高的區(qū)域是左側(cè)SMA(包括前SMA和SMA本體)以及雙側(cè)前島葉。

上述兩項(xiàng)元分析得出了互補(bǔ)的結(jié)果模式(匯總于圖1)。Naghibi 等(2024)的研究表明,無(wú)論任務(wù)需求如何變化,且在有效排除其他認(rèn)知功能干擾后,島葉和SMA是唯一系統(tǒng)性參與時(shí)間知覺(jué)的腦區(qū);而Mondok 和 Wiener(2023)的研究則表明,這些區(qū)域的激活最能預(yù)測(cè)參與者正在從事對(duì)已流逝時(shí)間的判斷任務(wù)。

  1. 主觀時(shí)間的具身性

上述兩項(xiàng)元分析的發(fā)現(xiàn)總體上與時(shí)間知覺(jué)的具身性(embodied)理論相一致:輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(SMA)因其在動(dòng)作的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制中的明確作用,可能支持身體與外部環(huán)境之間的時(shí)間性互動(dòng)(De Kock 等,2021a)。當(dāng)一個(gè)有機(jī)體在不斷變化的環(huán)境中移動(dòng)時(shí),必須持續(xù)決定在何處(空間)以及何時(shí)(時(shí)間)移動(dòng)或做出反應(yīng)。在面對(duì)時(shí)間知覺(jué)任務(wù)時(shí),人類和其他動(dòng)物會(huì)自發(fā)地使用刻板的運(yùn)動(dòng)方式來(lái)準(zhǔn)確估計(jì)時(shí)間間隔。隨后,持續(xù)時(shí)間判斷得以通過(guò)在特定時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行空間化的身體動(dòng)作實(shí)現(xiàn)——在人類中,這些動(dòng)作可以是外顯的(overt)或內(nèi)隱的(covert)(Robbe,2023)。因此,常規(guī)的身體動(dòng)作可充當(dāng)一種“外部時(shí)鐘”(Safaie 等,2020)。

相比之下,島葉的作用可從巴德·克雷格(Bud Craig)的開(kāi)創(chuàng)性理論中得到理解:該區(qū)域作為接收并整合身體內(nèi)部信號(hào)的主要內(nèi)感受(interoceptive)皮層,對(duì)于時(shí)間意識(shí)至關(guān)重要(Craig,2009a;2015)。或許,SMA更多參與外顯動(dòng)作時(shí)序的加工,而島葉則更關(guān)聯(lián)于內(nèi)隱的時(shí)間流逝感——例如我們被動(dòng)地感覺(jué)到某個(gè)事件持續(xù)得太短或太長(zhǎng)。然而,感知與動(dòng)作之間關(guān)系的具身理論(Creem-Regehr 和 Kunz,2010)指出,我們對(duì)事件的感知能力依賴于大腦中與身體運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程活動(dòng)。換句話說(shuō),感知與大腦的運(yùn)動(dòng)表征緊密相連,我們通過(guò)模擬自己如何與刺激互動(dòng)來(lái)感知它們。因此,SMA也可能參與內(nèi)隱的時(shí)間知覺(jué)。

下文我們將明確引用A.D.(Bud)Craig的工作,因?yàn)槟壳八睦碚撌窃诟拍钌蠈u葉的內(nèi)感受功能與主觀時(shí)間意識(shí)最全面關(guān)聯(lián)的框架。從哲學(xué)角度看,時(shí)間感既由擴(kuò)展環(huán)境中的能動(dòng)性(enactive)過(guò)程(即感覺(jué)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,對(duì)應(yīng)SMA)驅(qū)動(dòng),也由具身經(jīng)驗(yàn)(即內(nèi)感受,對(duì)應(yīng)島葉)驅(qū)動(dòng)。SMA與島葉在解剖和功能上存在連接(Nomi 等,2016;2018;Cerliani 等,2012;Deen 等,2011;Narayana 等,2012),這一事實(shí)支持了如下觀點(diǎn):我們的時(shí)間感可能根植于一個(gè)由這兩個(gè)區(qū)域組成的核心網(wǎng)絡(luò),并通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)與其他腦結(jié)構(gòu)的相互作用而產(chǎn)生。

需要強(qiáng)調(diào)的是,在提出“身體是主觀時(shí)間的錨點(diǎn)”——即時(shí)間知覺(jué)源于身體動(dòng)態(tài)過(guò)程——這一觀點(diǎn)時(shí),我們并非暗示島葉和SMA專門且排他地作為處理時(shí)間的“內(nèi)部時(shí)鐘”。相反,我們認(rèn)為,時(shí)間知覺(jué)并非源自某種抽象的、無(wú)模態(tài)(amodal)的機(jī)制,而是本質(zhì)上根植于內(nèi)感受與感覺(jué)運(yùn)動(dòng)信息加工的動(dòng)態(tài)過(guò)程之中,而這些過(guò)程分別由島葉和SMA所支持。

前輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(pre-SMA)和SMA本體(SMA-proper)長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為深度參與多種運(yùn)動(dòng)功能。其中,更靠前的pre-SMA參與由外部刺激引發(fā)的動(dòng)作選擇與抑制,而更靠后的SMA本體則與自我控制的、自主的運(yùn)動(dòng)行為相關(guān),包括動(dòng)作的精確時(shí)序(即“何時(shí)行動(dòng)或不行動(dòng)”,Coull 等,2016)。多項(xiàng)因素已被證明可調(diào)節(jié)pre-SMA和SMA本體在時(shí)間知覺(jué)中的參與程度,包括任務(wù)對(duì)運(yùn)動(dòng)或感知需求的側(cè)重、任務(wù)結(jié)構(gòu)的離散性或序列性、持續(xù)時(shí)間范圍、以及時(shí)間間隔是預(yù)先設(shè)定還是自我生成的(Schwartze 等,2012;Coull 等,2016;Wiener 等,2011b)。在一項(xiàng)針對(duì)功能神經(jīng)影像研究的系統(tǒng)性元分析中,pre-SMA的激活更常與感知性和超秒級(jí)(suprasecond)時(shí)間任務(wù)相關(guān);而SMA本體的激活則更多與感覺(jué)運(yùn)動(dòng)性和亞秒級(jí)(subsecond)時(shí)間加工相關(guān)(Schwartze 等,2012)。此外,序列刺激的時(shí)序加工更可能激活SMA的吻側(cè)部分,而單個(gè)事件的時(shí)序加工則更強(qiáng)烈地激活其尾側(cè)部分(Schwartze 等,2012),盡管這兩類任務(wù)的激活模式在SMA中部存在重疊(Naghibi 等,2024)。

一種假說(shuō)認(rèn)為,兒童通過(guò)與環(huán)境的物理互動(dòng)(受感覺(jué)運(yùn)動(dòng)腦結(jié)構(gòu)控制)隱性地學(xué)習(xí)事件的持續(xù)時(shí)間,進(jìn)而逐漸理解時(shí)間的流逝(Coull 和 Droit-Volet,2018)。這些與外部刺激相關(guān)的隱性時(shí)間-運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的積累,最終形成對(duì)事件持續(xù)時(shí)間的顯性表征??刂七\(yùn)動(dòng)的神經(jīng)解剖基礎(chǔ)與精確計(jì)時(shí)行為及判斷事件持續(xù)時(shí)間能力之間的緊密聯(lián)系表明,主觀時(shí)間的感知與認(rèn)知層面根植于身體與環(huán)境的互動(dòng)之中(Balasubramaniam 等,2021)。近期的理論進(jìn)一步提出,動(dòng)作對(duì)感知時(shí)間的影響可在貝葉斯線索整合框架下理解——即身體動(dòng)作為間隔計(jì)時(shí)提供了最可靠的信息來(lái)源(De Kock 等,2021a)。這一可能性得到了多項(xiàng)證據(jù)支持:在時(shí)間間隔編碼期間操縱參與者的身體動(dòng)作會(huì)影響其對(duì)該間隔的主觀持續(xù)時(shí)間判斷(De Kock 等,2021b;Gladhill 等,2024);同時(shí)進(jìn)行的動(dòng)作還能提升對(duì)聽(tīng)覺(jué)刺激持續(xù)時(shí)間的估計(jì)準(zhǔn)確性(De Kock 等,2023)。

在島葉皮層功能的概念理解中,也可發(fā)現(xiàn)類似關(guān)系——即某一基本加工領(lǐng)域與主觀時(shí)間感之間存在深層聯(lián)系。在本綜述中,我們將聚焦于這一第二個(gè)對(duì)時(shí)間知覺(jué)至關(guān)重要的腦區(qū)——島葉,因?yàn)镾MA在以往多項(xiàng)研究和綜述中已被廣泛討論(如 Coull 等,2016;Schwartze 等,2012;Coull 和 Droit-Volet,2018;Balasubramaniam 等,2021)。

臨床損傷研究和神經(jīng)影像證據(jù)表明,島葉與感知、認(rèn)知和動(dòng)作的諸多方面相關(guān)(Zhang 等,2024)。與前扣帶回皮層(anterior cingulate cortex)一起,前島葉構(gòu)成了“顯著性網(wǎng)絡(luò)”(salience network),負(fù)責(zé)檢測(cè)(情緒上)顯著的事件,以支持隨后的認(rèn)知與注意控制(Menon 和 Uddin,2010)。在我們當(dāng)前語(yǔ)境下最為關(guān)鍵的是,島葉是皮層中處理來(lái)自身體器官和組織信號(hào)的主要區(qū)域,在內(nèi)感受中起核心作用——即對(duì)身體生理狀態(tài)的感知(Craig,2002)。在靈長(zhǎng)類動(dòng)物中,該區(qū)域是上行軀體信號(hào)的主要神經(jīng)處理通路,最終匯聚于背側(cè)后島葉(Craig,2015;Evrard,2019)。這一代表身體生理狀態(tài)隨時(shí)間變化的神經(jīng)系統(tǒng),很可能構(gòu)成了主觀感受、情緒和自我意識(shí)的基礎(chǔ)(Craig,2002)。

Bud Craig提出,島葉通過(guò)逐步整合身體與感覺(jué)信息來(lái)支持自我意識(shí)(Craig,2002;2009b):背側(cè)后島葉生成初級(jí)內(nèi)感受表征,這些表征在島葉中部與運(yùn)動(dòng)、愉悅(hedonic)和感覺(jué)信號(hào)整合;前島葉則進(jìn)一步綜合這些信息,形成對(duì)“當(dāng)下”的統(tǒng)一感知,從而促成主觀感受和具有感知能力的自我(sentient self)。根據(jù)Craig(2009a,2015)的觀點(diǎn),這種連續(xù)生成的意識(shí)單元,使我們將時(shí)間感知為一系列具身情緒體驗(yàn)的累積(Wittmann 和 Droit-Volet,2024)。換言之,延展性的時(shí)間體驗(yàn)可能正是底層自我表征過(guò)程的表現(xiàn)(Bellingrath,2023)。

盡管Craig的觀點(diǎn)認(rèn)為島葉皮層是主要的內(nèi)感受皮層,但身體信號(hào)在大腦中廣泛分布,也見(jiàn)于前扣帶回皮層、體感皮層以及杏仁核等區(qū)域(如 Khalsa 等,2009;Park 等,2018)。無(wú)論Craig理論的具體表述如何,大量證據(jù)——包括神經(jīng)影像、神經(jīng)生理學(xué)和電生理學(xué)研究,以及對(duì)島葉損傷和功能障礙后果的分析——均支持如下觀點(diǎn):來(lái)自身體的傳入信號(hào)及其在島葉皮層中與動(dòng)機(jī)和認(rèn)知加工的高階整合,在時(shí)間感中扮演關(guān)鍵角色。對(duì)改變意識(shí)狀態(tài)下的時(shí)間知覺(jué)研究,以及對(duì)已流逝時(shí)間記憶(見(jiàn)第3.5和3.6節(jié)及框1)與情緒和身體覺(jué)知之間聯(lián)系的研究,進(jìn)一步凸顯了軀體加工與主觀時(shí)間之間的耦合。

認(rèn)為情緒和感受依賴于來(lái)自外周神經(jīng)系統(tǒng)的內(nèi)臟與軀體感覺(jué)反饋的觀點(diǎn),可追溯至19世紀(jì)末威廉·詹姆斯(William James)和卡爾·蘭格(Carl Lange)的理論。然而當(dāng)代觀點(diǎn)不再認(rèn)為身體感覺(jué)單獨(dú)決定情緒反應(yīng)。相反,它們提出:內(nèi)感受信號(hào)通過(guò)與感知、動(dòng)機(jī)、社會(huì)和認(rèn)知過(guò)程的雙向互動(dòng)進(jìn)行整合,從而產(chǎn)生對(duì)復(fù)雜情緒狀態(tài)的意識(shí)(Damasio 和 Carvalho,2013;Tsakiris 和 De Preester,2018)。

3.1. 來(lái)自神經(jīng)影像學(xué)與電生理學(xué)研究的證據(jù)

盡管島葉皮層如今已被確認(rèn)為時(shí)間加工的一個(gè)主要樞紐,但在約100項(xiàng)使用fMRI的研究中,大多數(shù)實(shí)證論文并未在概念上對(duì)島葉顯著激活這一普遍結(jié)果進(jìn)行深入討論。一個(gè)例外是某項(xiàng)研究:該研究采用兩個(gè)視覺(jué)刺激持續(xù)時(shí)間(600毫秒和1000毫秒),要求受試者在fMRI掃描期間進(jìn)行再現(xiàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)右側(cè)中島葉(right mid-insula)的激活強(qiáng)度與所再現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間呈正相關(guān)(Bueti 和 Macaluso,2011)。

另一項(xiàng)研究在fMRI中使用持續(xù)時(shí)間為3秒、9秒和18秒的時(shí)間再現(xiàn)范式,發(fā)現(xiàn)島葉皮層中存在與刺激持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的“爬升式”(ramp-like)激活:刺激越長(zhǎng),血氧水平依賴(BOLD)信號(hào)反應(yīng)越強(qiáng)(Wittmann 等,2010;2011)。而使用相同時(shí)長(zhǎng)但與時(shí)間判斷無(wú)關(guān)的對(duì)照任務(wù)時(shí),則未觀察到此類反應(yīng)。在計(jì)時(shí)任務(wù)中,神經(jīng)活動(dòng)從待計(jì)時(shí)間隔開(kāi)始時(shí)上升,并在其結(jié)束時(shí)驟然下降,這一模式在任務(wù)的編碼階段(背側(cè)后島葉)和再現(xiàn)階段(前島葉)均存在。

另一項(xiàng)研究采用時(shí)間再現(xiàn)范式,在時(shí)間間隔內(nèi)規(guī)律或不規(guī)律地呈現(xiàn)數(shù)字,結(jié)果發(fā)現(xiàn)后島葉與其他腦區(qū)的內(nèi)在功能連接強(qiáng)度與持續(xù)時(shí)間再現(xiàn)的準(zhǔn)確性呈正相關(guān),尤其是在不規(guī)律條件下(Teghil 等,2020a)。這種島葉與其他區(qū)域的連接強(qiáng)度還隨個(gè)體的內(nèi)感受覺(jué)知(interoceptive awareness)水平而變化(見(jiàn)圖2),這表明:在缺乏外部線索的情況下(如不規(guī)律條件),受試者必須依賴內(nèi)部身體信號(hào)進(jìn)行時(shí)間判斷。


在一項(xiàng)近期的超高場(chǎng)強(qiáng)fMRI研究中(Centanino 等,2025),作者采用群體感受野(population receptive field)分析方法,在亞秒級(jí)視覺(jué)持續(xù)時(shí)間辨別任務(wù)中評(píng)估皮層對(duì)不同持續(xù)時(shí)間的偏好。結(jié)果發(fā)現(xiàn),僅在兩個(gè)感興趣區(qū)域——吻側(cè)SMA和前島葉——持續(xù)時(shí)間偏好與持續(xù)時(shí)間辨別任務(wù)中的主觀等效點(diǎn)(point of subjective equality)顯著相關(guān)。這表明這些區(qū)域可能編碼了受試者用于完成任務(wù)的決策標(biāo)準(zhǔn),可能是通過(guò)將內(nèi)部時(shí)間表征與外部感覺(jué)信息進(jìn)行整合與比較來(lái)實(shí)現(xiàn)的(Centanino 等,2025)。

總體而言,神經(jīng)影像學(xué)研究結(jié)果提示:后島葉——與其連接模式相符(類似于初級(jí)感覺(jué)區(qū)域;Cauda 等,2012)——可能通過(guò)類似“累加器”(accumulator-like)的功能,逐步整合反映身體生理信號(hào)的神經(jīng)活動(dòng),從而構(gòu)建持續(xù)時(shí)間的初級(jí)表征(Wittmann 等,2010;Wittmann,2013)。而前島葉則可能參與對(duì)計(jì)時(shí)持續(xù)時(shí)間的顯性意識(shí)(Wittmann 等,2010),可能在時(shí)間加工層級(jí)結(jié)構(gòu)的最終階段發(fā)揮作用,促成對(duì)持續(xù)時(shí)間的主觀表征(Centanino 等,2025)。

然而,也有研究報(bào)道右側(cè)中島葉的激活與fMRI中再現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間相關(guān)(Bueti 和 Macaluso,2011),這與上述觀點(diǎn)一致——即時(shí)間的顯性表征是通過(guò)從背側(cè)后島葉到前島葉逐步整合內(nèi)感受與外感受信息而形成的(Craig,2002;2009a;2009b)。

在腦電圖(EEG)信號(hào)中,心率誘發(fā)的電位(heart-rate evoked potential, HEP)被認(rèn)為是身體自我表征的一種生理標(biāo)志(Tallon-Baudry 等,2018)。心臟傳入信號(hào)投射至多個(gè)皮層區(qū)域,如島葉、前扣帶回和體感皮層(Park 和 Blanke,2019)。在一項(xiàng)研究中,受試者需判斷持續(xù)兩分鐘的時(shí)間間隔,結(jié)果發(fā)現(xiàn)HEP早期負(fù)成分的振幅與時(shí)間估計(jì)的準(zhǔn)確性相關(guān):平均HEP振幅越大,持續(xù)時(shí)間估計(jì)越準(zhǔn)確(Richter 和 Ibá?ez,2021)。

在另一項(xiàng)研究中,HEP成分在心跳后470–520毫秒出現(xiàn),并在計(jì)時(shí)任務(wù)的再現(xiàn)階段近似線性地增強(qiáng),且與8秒和12秒的再現(xiàn)持續(xù)時(shí)間顯著相關(guān)(Khoshnoud 等,2024);該HEP成分隨時(shí)間的增幅越大,持續(xù)時(shí)間的再現(xiàn)越短(即低估越嚴(yán)重)(見(jiàn)圖3)。


這兩項(xiàng)研究的特殊之處在于:EEG信號(hào)直接反映了身體信號(hào)(心跳)的加工過(guò)程,并能預(yù)測(cè)通過(guò)計(jì)時(shí)表現(xiàn)衡量的主觀時(shí)間。在后一項(xiàng)研究中(Khoshnoud 等,2024;見(jiàn)圖3),該HEP成分的線性增長(zhǎng)僅在8秒和12秒的再現(xiàn)條件下達(dá)到顯著,而在4秒間隔條件下則不顯著,這表明HEP可能特異性地參與對(duì)約4秒以上時(shí)間間隔的計(jì)時(shí)。這一發(fā)現(xiàn)與“時(shí)間知覺(jué)在不同時(shí)間尺度上由不同機(jī)制介導(dǎo)”的證據(jù)相符。例如,約2–4秒以內(nèi)的間隔似乎與更長(zhǎng)間隔的加工機(jī)制不同(P?ppel,2009;Wittmann,2011)。

3.2. 島葉與神經(jīng)精神及神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的時(shí)間知覺(jué)

神經(jīng)影像學(xué)研究的發(fā)現(xiàn)得到了來(lái)自神經(jīng)精神和神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者研究的補(bǔ)充。許多因中風(fēng)或神經(jīng)系統(tǒng)疾病而導(dǎo)致特定腦區(qū)(如小腦、基底神經(jīng)節(jié)、額葉皮層,或小腦–丘腦–皮層通路)受損的患者,在產(chǎn)生、再現(xiàn)或辨別時(shí)間間隔方面表現(xiàn)出障礙(Ivry 等,2002;Harrington 等,1998;Pedrosa 等,2016;Kagerer 等,2002)。

帕金森病(Parkinson’s disease)患者即使在無(wú)運(yùn)動(dòng)需求的時(shí)間任務(wù)中也表現(xiàn)出計(jì)時(shí)異常(參見(jiàn) Jones 和 Jahanshahi,2014 的綜述),這一早期證據(jù)支持了如下觀點(diǎn):顯性時(shí)間知覺(jué)依賴于大腦的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu),即便沒(méi)有外顯動(dòng)作亦然(Coull 和 Droit-Volet,2018)。盡管帕金森病患者的表現(xiàn)常與健康對(duì)照存在差異,但這些差異通常較輕微,或僅限于特定任務(wù)。例如,一些研究發(fā)現(xiàn),帕金森病患者在再現(xiàn)時(shí)間間隔時(shí)準(zhǔn)確性降低,尤其是在未服藥狀態(tài)下(Malapani 等,1998),且變異性增加(Singh 等,2021)。但也有研究報(bào)道此類患者整體表現(xiàn)正常(Wearden 等,2008)。這些結(jié)果提示,帕金森病中的時(shí)間加工異常可能在任務(wù)涉及對(duì)先前經(jīng)驗(yàn)時(shí)間間隔的記憶時(shí)尤為明顯,這與紋狀體在時(shí)間信息記憶維持中的作用一致(Harrington 等,2010;Merchant 等,2013)。

初步證據(jù)還表明,帕金森病患者存在內(nèi)感受功能障礙(Santangelo 等,2018;Longardner 等,2025),這可能共同導(dǎo)致上述持續(xù)時(shí)間加工的異常。其他運(yùn)動(dòng)障礙(如頸部肌張力障礙)也與計(jì)時(shí)任務(wù)表現(xiàn)改變相關(guān)(Martino 等,2015),并伴有身體信號(hào)感知的紊亂,后者被歸因于島葉與基底神經(jīng)節(jié)之間連接的破壞(Ferrazzano 等,2017)。

使用重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)短暫干擾腦活動(dòng)的研究進(jìn)一步揭示:對(duì)背外側(cè)前額葉皮層施加rTMS會(huì)損害超秒級(jí)(supra-second)持續(xù)時(shí)間的再現(xiàn)能力,而對(duì)小腦施加rTMS則會(huì)降低亞秒級(jí)(sub-second)時(shí)間判斷的準(zhǔn)確性(Koch 等,2009)。這些發(fā)現(xiàn)總體支持“時(shí)間知覺(jué)依賴于分布式腦網(wǎng)絡(luò)”的觀點(diǎn),這與兩項(xiàng)近期元分析出現(xiàn)之前神經(jīng)影像學(xué)研究的累積結(jié)論一致。島葉皮層可能是這一“時(shí)間矩陣”(time matrix)的一部分,以分布式方式參與時(shí)間加工(Buhusi 等,2018)。例如,紋狀體–皮層通路和前島葉均被確定為調(diào)節(jié)時(shí)間反應(yīng)精確性的結(jié)構(gòu)(Tomasi 等,2015),而近期fMRI證據(jù)表明,前島葉在時(shí)間加工的功能性皮層層級(jí)結(jié)構(gòu)中處于最終階段,該層級(jí)包括初級(jí)感覺(jué)皮層和整合性頂葉區(qū)域(Centanino 等,2025)。

此外,時(shí)間知覺(jué)的準(zhǔn)確性和精確性并不僅僅依賴于潛在的“內(nèi)在時(shí)鐘”機(jī)制,而更多涉及工作記憶和注意等認(rèn)知操作,這些功能依賴于多個(gè)腦區(qū)之間的相互作用(Mioni 等,2013;Wittmann,2009)。

將島葉皮層神經(jīng)活動(dòng)與持續(xù)時(shí)間加工聯(lián)系起來(lái)的重要臨床證據(jù),來(lái)自對(duì)腦損傷或神經(jīng)精神疾病患者時(shí)間知覺(jué)的研究。對(duì)單側(cè)腦損傷和癲癇患者的研究提供了島葉神經(jīng)加工與時(shí)間知覺(jué)之間因果關(guān)系的直接證據(jù)。右側(cè)島葉的局灶性損傷會(huì)導(dǎo)致對(duì)300至1500毫秒持續(xù)時(shí)間的時(shí)間敏感性下降(Mella 等,2019)。將這一發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展到數(shù)秒范圍,研究發(fā)現(xiàn)右側(cè)前島葉/額下回的局灶性損傷會(huì)導(dǎo)致對(duì)3至7秒時(shí)間間隔的系統(tǒng)性高估(即再現(xiàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng))(Monfort 等,2014)。

在多項(xiàng)秒級(jí)時(shí)間任務(wù)中,當(dāng)任務(wù)表現(xiàn)與個(gè)體內(nèi)感受敏感性及島葉功能連接的個(gè)體差異相關(guān)時(shí),累及額島連接的損傷也與時(shí)間判斷準(zhǔn)確性下降相關(guān)(Teghil 等,2020b)。此外,在所謂的癲癇“狂喜性”先兆(ecstatic auras)期間,患者報(bào)告主觀“當(dāng)下”的延展以及時(shí)空感的消失(timelessness),同時(shí)伴有強(qiáng)烈的幸福感、安寧感以及增強(qiáng)的自我覺(jué)知與臨在感(Sooter 等,2024)。這些癥狀源于前島葉皮層的異?;顒?dòng),發(fā)作期(ictal phase)該區(qū)域血流灌注顯著增加(Picard 和 Craig,2009)。

對(duì)包括SMA在內(nèi)的前運(yùn)動(dòng)區(qū)局灶性損傷的研究也報(bào)告了間隔計(jì)時(shí)的影響:當(dāng)患者在外部節(jié)拍停止后被要求保持恒定敲擊節(jié)奏時(shí),其時(shí)間變異性隨時(shí)間顯著增加(Picton 等,2006)。

多種神經(jīng)精神障礙中均觀察到持續(xù)時(shí)間加工和時(shí)間知覺(jué)的改變(參見(jiàn) Vicario 等,2020 的綜述)。抑郁癥患者常報(bào)告時(shí)間流逝相對(duì)更慢(Th?nes 和 Oberfeld,2015;Vogel 等,2018),且比健康對(duì)照產(chǎn)生更長(zhǎng)的時(shí)間間隔(Mioni 等,2016)。抑郁癥與內(nèi)感受加工異常(Pollatos 等,2009;Dunne 等,2021)以及島葉的結(jié)構(gòu)與功能改變相關(guān)(Schnellb?cher 等,2022;Sliz 和 Hayley,2012)。此類患者的時(shí)間知覺(jué)異常可能源于軀體信號(hào)加工的紊亂。

焦慮癥同樣與內(nèi)感受狀態(tài)加工異常相關(guān),表現(xiàn)為預(yù)期與實(shí)際身體狀態(tài)之間的差異病理性增大,最終導(dǎo)致典型的認(rèn)知與行為癥狀(Paulus 和 Stein,2006)。有研究報(bào)道,焦慮癥患者再現(xiàn)秒級(jí)時(shí)間間隔時(shí)比健康個(gè)體更短(Mioni 等,2016)。

進(jìn)食相關(guān)障礙(包括神經(jīng)性厭食癥和貪食癥)也以內(nèi)感受信號(hào)加工紊亂為特征(Datta 和 Lock,2023;Klabunde 等,2017),并伴隨島葉皮層神經(jīng)活動(dòng)的改變——無(wú)論是在涉及身體與內(nèi)感受加工的任務(wù)中,還是在靜息態(tài)腦功能連接層面(Datta 等,2025;Sudo 等,2025;Lucherini Angeletti 等,2022)。盡管目前針對(duì)進(jìn)食障礙患者時(shí)間加工的研究尚少,但初步證據(jù)表明,他們?cè)诿爰?jí)和1分鐘時(shí)間間隔估計(jì)上存在損害(Vicario 和 Felmingham,2018;Meneguzzo 等,2022),這與他們對(duì)身體信號(hào)檢測(cè)準(zhǔn)確性的降低一致(Pollatos 等,2008)。

島葉功能障礙也可能是精神分裂癥的一種病理機(jī)制,其自我加工異常導(dǎo)致個(gè)體難以區(qū)分內(nèi)部與外部信號(hào)(Wylie 和 Tregellas,2010)。精神分裂癥患者相比健康對(duì)照,前島葉激活減弱,且在辨別持續(xù)時(shí)間時(shí)準(zhǔn)確性更低(Davalos 等,2011);該疾病的陽(yáng)性癥狀還與對(duì)持續(xù)時(shí)間的高估相關(guān)(Ueda 等,2018)。

神經(jīng)發(fā)育障礙,如注意缺陷多動(dòng)障礙(ADHD),同樣與時(shí)間加工紊亂(Nejati 和 Yazdani,2020)及前島葉激活減弱相關(guān)(Hart 等,2012)。

盡管不同疾病中表現(xiàn)各異,但非典型的內(nèi)感受已被提出作為一種跨診斷(transdiagnostic)的神經(jīng)精神障礙風(fēng)險(xiǎn)因素,因其影響情緒與感覺(jué)加工、決策和學(xué)習(xí)等多個(gè)認(rèn)知領(lǐng)域(Brewer 等,2021)。在不同神經(jīng)精神障礙群體中,計(jì)時(shí)任務(wù)所表現(xiàn)出的錯(cuò)誤方向和類型,可能源于注意、工作記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶機(jī)制的不同程度參與(Allman 等,2014),以及內(nèi)感受加工特異性紊亂模式的差異。

3.3. 內(nèi)感受加工與時(shí)間知覺(jué)

關(guān)于身體動(dòng)態(tài)對(duì)感知時(shí)間影響的證據(jù),已在內(nèi)感受加工的多個(gè)維度上被收集,從對(duì)自身身體感覺(jué)的有意識(shí)覺(jué)知,到對(duì)來(lái)自器官和組織的傳入信號(hào)的自動(dòng)加工及其神經(jīng)表征(Suksasilp 和 Garfinkel,2022)。補(bǔ)充材料中提供了一份全面的研究列表,詳述了內(nèi)感受加工各維度與時(shí)間知覺(jué)之間的關(guān)系(見(jiàn)表S1;另參見(jiàn) Cellini 和 Micillo,2024,其中特別匯總了采用生理測(cè)量的研究)。

研究發(fā)現(xiàn),個(gè)體在內(nèi)感受敏感性(interoceptive sensibility,即對(duì)自身身體信號(hào)的主觀評(píng)估;Garfinkel 等,2015)方面的差異,能夠預(yù)測(cè)其在再現(xiàn)數(shù)秒級(jí)時(shí)間間隔時(shí)的準(zhǔn)確性——但僅限于時(shí)間間隔內(nèi)數(shù)字以不規(guī)則模式呈現(xiàn)的情況;當(dāng)數(shù)字呈現(xiàn)模式規(guī)則時(shí),則無(wú)此預(yù)測(cè)效應(yīng)(Teghil 等,2020c)。使用《自我覺(jué)知問(wèn)卷》(Self-Awareness Questionnaire, SAQ;Longarzo 等,2015)通過(guò)自評(píng)量表測(cè)量的對(duì)自身身體感覺(jué)的更強(qiáng)覺(jué)知,導(dǎo)致對(duì)持續(xù)時(shí)間的感知更準(zhǔn)確,尤其是在缺乏外部時(shí)間參照的情況下。這一發(fā)現(xiàn)最近在一項(xiàng)獨(dú)立研究中使用SAQ得到重復(fù):內(nèi)感受敏感性與4至12秒時(shí)間間隔再現(xiàn)的準(zhǔn)確性呈正相關(guān)(Khoshnoud 等,2024)。

此外,個(gè)體對(duì)身體信號(hào)敏感性的差異還與“時(shí)間流逝感”相關(guān):更高的內(nèi)感受敏感性可預(yù)測(cè)個(gè)體在執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)時(shí)“時(shí)間變慢”感的變化,支持了如下假設(shè)——主觀上對(duì)時(shí)間流逝快慢的體驗(yàn),涉及對(duì)身體感受變化的自我評(píng)估(Droit-Volet 等,2025)。

在客觀檢測(cè)身體信號(hào)的準(zhǔn)確性方面(特別是通過(guò)經(jīng)典的“心跳感知任務(wù)”),研究也表明其與8–20秒范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間知覺(jué)準(zhǔn)確性相關(guān)(Meissner 和 Wittmann,2011)(但需注意,Khoshnoud 等,2024 的研究未能重復(fù)這一結(jié)果)。

其他研究顯示,心臟動(dòng)態(tài)與感知時(shí)間的關(guān)系實(shí)際上在從數(shù)百毫秒到數(shù)秒的范圍內(nèi)均存在。Pollatos 等(2014a)報(bào)告稱,在3至25秒的時(shí)間再現(xiàn)任務(wù)中,心跳周期與再現(xiàn)間隔的起始和結(jié)束之間存在顯著同步;在同一研究中,心臟的迷走神經(jīng)調(diào)控(vagal control)與再現(xiàn)準(zhǔn)確性相關(guān)。

在持續(xù)時(shí)間再現(xiàn)任務(wù)的呈現(xiàn)階段所測(cè)量的心率減慢程度,與再現(xiàn)表現(xiàn)顯著相關(guān):心率減慢的斜率越陡(即心率下降越明顯),受試者對(duì)14秒和20秒間隔的再現(xiàn)時(shí)間就越長(zhǎng)(Meissner 和 Wittmann,2011)。

在更短的時(shí)間尺度上,靜息狀態(tài)下的心臟迷走神經(jīng)調(diào)控也與產(chǎn)生1秒時(shí)間間隔時(shí)的絕對(duì)誤差相關(guān)(Cellini 等,2015),并與此更快的敲擊節(jié)奏相關(guān)(Del Popolo Cristaldi 等,2025),表明心臟動(dòng)態(tài)與時(shí)間知覺(jué)的關(guān)系可在不同持續(xù)時(shí)間和不同范式中觀察到。

另有兩項(xiàng)獨(dú)立研究顯示,短暫刺激(短于500毫秒)的主觀持續(xù)時(shí)間受心率及刺激呈現(xiàn)時(shí)心臟周期相位的影響。當(dāng)刺激呈現(xiàn)前心率較慢時(shí),主觀持續(xù)時(shí)間被判斷為相對(duì)較長(zhǎng)(Sadeghi 等,2023)。此外,當(dāng)刺激在舒張期(diastole,即心臟舒張放松階段)呈現(xiàn)時(shí),會(huì)出現(xiàn)對(duì)持續(xù)時(shí)間的相對(duì)高估(Arslanova 等,2023)。

綜合來(lái)看,當(dāng)短暫刺激在心率較慢或處于心臟舒張期時(shí)呈現(xiàn),其主觀持續(xù)時(shí)間會(huì)相對(duì)延長(zhǎng)。這些發(fā)現(xiàn)支持了傳入信號(hào)(即來(lái)自壓力感受器的上行心臟信號(hào))在數(shù)百毫秒時(shí)間尺度的知覺(jué)加工中的作用,表明內(nèi)感受傳入信號(hào)在早期感覺(jué)加工層面即可影響時(shí)間知覺(jué)。

3.4. 情緒與喚醒的影響

我們對(duì)內(nèi)在身體狀態(tài)的覺(jué)知是情感體驗(yàn)的基本組成部分,并被整合進(jìn)更高階的動(dòng)機(jī)和元認(rèn)知狀態(tài)中(Craig,2015;Damasio 和 Carvalho,2013;Gu 等,2013)。生理喚醒的變化——其外在表現(xiàn)為心率、呼吸頻率和皮膚電導(dǎo)反應(yīng)等,反映交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)的平衡狀態(tài)——會(huì)影響情緒感受,進(jìn)而影響主觀時(shí)間估計(jì)(Mella 等,2011;W?llner 等,2018;Ogden 等,2022)。這一點(diǎn)在高喚醒度且負(fù)性效價(jià)的刺激中尤為明顯,這類刺激會(huì)擴(kuò)展主觀持續(xù)時(shí)間(Angrilli 等,1997;Ogden 等,2019)。

大量使用多樣化情緒刺激的研究已表明:?jiǎn)拘阉降奶嵘獰o(wú)論是通過(guò)生理指標(biāo)還是自評(píng)量表評(píng)估——均與主觀持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)相關(guān)(Angrilli 等,1997;Ogden 等,2019;Wackermann 等,2014;Droit-Volet 和 Gil,2016;Mioni 等,2021;綜合綜述見(jiàn) Cui 等,2023)。疼痛作為一種不愉快的主觀體驗(yàn),同樣影響時(shí)間知覺(jué):強(qiáng)度更高的疼痛刺激被感知為持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。這種持續(xù)時(shí)間估計(jì)的差異與相應(yīng)的皮膚電導(dǎo)水平相關(guān)(Piovesan 等,2019)。

需要注意的是,時(shí)間知覺(jué)與生理喚醒之間的關(guān)系并非線性,由于任務(wù)相關(guān)的注意機(jī)制會(huì)影響時(shí)間判斷,研究結(jié)果常出現(xiàn)不一致(Zakay 和 Block,1997;Burle 和 Casini,2001)。在解釋文獻(xiàn)中的矛盾發(fā)現(xiàn)時(shí),有學(xué)者提出:當(dāng)注意力未分配給時(shí)間流逝,而是集中于刺激特征時(shí),會(huì)出現(xiàn)對(duì)持續(xù)時(shí)間的低估。例如,當(dāng)喚醒水平相對(duì)較低,且注意力聚焦于圖片內(nèi)容而非時(shí)間本身時(shí),就可能發(fā)生這種情況(Angrilli 等,1997)。例如,與中性刺激相比,呈現(xiàn)羞恥表情(Gil 和 Droit-Volet,2011b)或腐爛食物圖片(Mioni 等,2021)時(shí),觀察到了相對(duì)的持續(xù)時(shí)間低估。這些效應(yīng)被解釋為注意力被引向情感情境的意義所致。也就是說(shuō),某些具有社會(huì)意義的情緒(如他人臉上的羞恥)或來(lái)自環(huán)境的重要信號(hào)(如令人厭惡的食物)可能會(huì)將注意力從時(shí)間上轉(zhuǎn)移開(kāi)。

總體而言,在毫秒到數(shù)秒范圍內(nèi),誘發(fā)情緒對(duì)持續(xù)時(shí)間判斷的影響受情感效價(jià)、喚醒水平、刺激類型以及所采用的時(shí)間范式共同調(diào)節(jié)(Cui 等,2023)。而對(duì)從數(shù)秒到數(shù)分鐘的時(shí)間流逝判斷,可能源于對(duì)自我的更深入內(nèi)省分析,即對(duì)情緒與身體自我動(dòng)態(tài)變化的覺(jué)知(Droit-Volet 等,2023;另見(jiàn) Droit-Volet 等,2025)。

所評(píng)估的時(shí)間尺度也需加以考慮。盡管此處所引多數(shù)研究采用計(jì)算機(jī)化范式,考察的是毫秒至數(shù)秒的時(shí)間知覺(jué),但類似效應(yīng)在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中亦有體現(xiàn),例如在等待情境中通過(guò)主觀評(píng)分進(jìn)行評(píng)估。在兩項(xiàng)不同研究中,對(duì)7.5分鐘等待的負(fù)面評(píng)價(jià)與對(duì)該等待時(shí)間的相對(duì)高估相關(guān);主觀喚醒水平的提升與“時(shí)間流逝變慢”的感覺(jué)相關(guān)(Jokic 等,2018;Witowska 等,2020)。

在一項(xiàng)平均持續(xù)約3分鐘的虛擬現(xiàn)實(shí)任務(wù)中,結(jié)合心理生理學(xué)評(píng)估進(jìn)一步補(bǔ)充了上述發(fā)現(xiàn):皮膚電導(dǎo)水平更高(即喚醒水平更高)的個(gè)體,主觀上感覺(jué)時(shí)間流逝更慢(Fairclough 等,2024)。

值得注意的是,在日常生活中對(duì)“小時(shí)級(jí)”時(shí)間的評(píng)估中觀察到了不同的模式:一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),交感神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)增強(qiáng)(表現(xiàn)為心率加快、階段性皮膚電導(dǎo)反應(yīng)頻率增加)反而與“時(shí)間過(guò)得更快”的感覺(jué)相關(guān)(Ogden 等,2022)。

這兩項(xiàng)心理生理學(xué)研究突顯了被判斷時(shí)間持續(xù)長(zhǎng)度的重要性:在分鐘尺度上,主觀時(shí)間流逝變慢與身體喚醒增強(qiáng)相關(guān);而在一小時(shí)的時(shí)間尺度上,喚醒增強(qiáng)卻與時(shí)間流逝加快的感覺(jué)相關(guān)。對(duì)于持續(xù)數(shù)分鐘以上的時(shí)間間隔,回溯性(retrospective)和基于記憶的時(shí)間知覺(jué)機(jī)制開(kāi)始發(fā)揮作用(見(jiàn)第3.6節(jié))。

超越受控實(shí)驗(yàn)環(huán)境,考察真實(shí)世界中的活動(dòng),將增強(qiáng)研究結(jié)果的生態(tài)效度,突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室范式的限制。其次,這種方法也將有助于考察更長(zhǎng)的時(shí)間間隔,超越實(shí)驗(yàn)室研究通常局限于數(shù)秒的局限范圍。

3.5. 身體自我的改變狀態(tài)與時(shí)間知覺(jué)

身體與時(shí)間覺(jué)知之間耦合關(guān)系的進(jìn)一步例證,來(lái)自對(duì)不同意識(shí)狀態(tài)中時(shí)間流逝感知的研究。在這些狀態(tài)下,身體自我的體驗(yàn)發(fā)生變化,常伴隨主觀時(shí)間的延展(dilation)或壓縮(compression)。

當(dāng)我們感到無(wú)聊時(shí),會(huì)將大量注意力集中于自身,從而主觀上感覺(jué)時(shí)間流逝變慢(Witowska 等,2020)。近期一個(gè)概念框架提出,無(wú)聊通過(guò)內(nèi)感受機(jī)制影響時(shí)間知覺(jué),這一過(guò)程由島葉皮層活動(dòng)所中介(Wolff 等,2025)。

正念干預(yù)后的高度正念狀態(tài)可增強(qiáng)對(duì)身體自我和時(shí)間的覺(jué)知(Pintimalli 等,2023),使人感覺(jué)時(shí)間流逝更慢,并對(duì)持續(xù)時(shí)間產(chǎn)生相對(duì)高估(Pfeifer 等,2019)。

相反,當(dāng)我們處于“心流”(flow)狀態(tài)時(shí)——任務(wù)體驗(yàn)為自動(dòng)、 effortless(毫不費(fèi)力)且內(nèi)在獎(jiǎng)賞性強(qiáng),同時(shí)自我感和時(shí)間感減弱(Alameda 等,2022;Norsworthy 等,2021),例如在沉浸于電子游戲等高度吸引人的活動(dòng)中——我們會(huì)感覺(jué)時(shí)間飛逝,因?yàn)槲覀兺耆度肴蝿?wù),從而喪失了對(duì)自我的覺(jué)知(Rutrecht 等,2021)。

這表明,意識(shí)狀態(tài)的變化通常伴隨著身體自我意識(shí)和時(shí)間知覺(jué)的雙向調(diào)節(jié)——既可能增強(qiáng),也可能減弱。

例如,大麻素(cannabinoids)會(huì)在秒級(jí)時(shí)間范圍內(nèi)引起短暫的、劑量依賴性的持續(xù)時(shí)間高估(Sewell 等,2013)。與我們的理論框架相關(guān)的是,大麻素給藥后,島葉激活增強(qiáng),導(dǎo)致內(nèi)感受覺(jué)知增強(qiáng)和主觀幸福感提升(van Hell 等,2011)。

無(wú)論是由經(jīng)驗(yàn)豐富的冥想者所進(jìn)行的冥想練習(xí),還是由裸蓋菇素(psilocybin)或死藤水(ayahuasca)等致幻物質(zhì)誘發(fā)的改變意識(shí)狀態(tài)(Altered States of Consciousness, ASC),都會(huì)引發(fā)知覺(jué)與情緒的深刻轉(zhuǎn)變,這些狀態(tài)通常以自我感和時(shí)間感的減弱為特征(Shanon,2001;Droit-Volet 和 Dambrun,2019;Fort 等,2025)。最強(qiáng)烈的體驗(yàn)中甚至?xí)霈F(xiàn)徹底的“無(wú)時(shí)間感”和“自我消融”(ego dissolution)(Wittmann,2015;2018)。

采用“漂浮-REST”(Floatation-REST,即減少環(huán)境刺激技術(shù))——個(gè)體在完全隔音、無(wú)光的環(huán)境中,漂浮于溫度中性且高度飽和鹽水中,幾乎無(wú)需用力——進(jìn)行一小時(shí)的漂浮可誘發(fā)一種改變意識(shí)狀態(tài),表現(xiàn)為身體邊界感的消解和主觀時(shí)間的扭曲。通過(guò)視覺(jué)模擬量表(visual-analogue scale)測(cè)量,并在不同參與者亞群中呈現(xiàn)出對(duì)持續(xù)時(shí)間的顯著高估或低估的雙峰分布(bimodal distribution),證實(shí)了這一點(diǎn)(Hruby 等,2024;Pantazis 和 Wittmann,2025)。

經(jīng)驗(yàn)豐富的冥想者在高峰冥想狀態(tài)中一貫報(bào)告其自我感和時(shí)間感減弱甚至完全消失,常伴有身體邊界的消融(Berkovich-Ohana 等,2013;Costines 等,2021;Droit-Volet & Dambrun,2019)。這與一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致:經(jīng)驗(yàn)豐富的冥想者在冥想期間比對(duì)照條件下(保持相同身體姿勢(shì)但閱讀文本)報(bào)告更弱的身體邊界感知、更少關(guān)注時(shí)間,并感覺(jué)時(shí)間流逝更快(Linares Gutiérrez 等,2022)。

被催眠的個(gè)體也會(huì)體驗(yàn)到時(shí)間與自我的知覺(jué)改變,通常表現(xiàn)為對(duì)持續(xù)時(shí)間的低估和自我覺(jué)知的減弱(Carde?a 和 Terhune,2019)。

目前,神經(jīng)影像技術(shù)才剛剛開(kāi)始被用于測(cè)量在各種ASC誘發(fā)方法(如冥想、漂浮、致幻劑)施加期間或前后的大腦激活情況,且極少直接針對(duì)時(shí)間知覺(jué)進(jìn)行研究。

關(guān)于冥想、漂浮-REST或致幻劑所誘發(fā)的ASC中主觀時(shí)間感與自我感的減弱,其具體的神經(jīng)相關(guān)物仍有待闡明。盡管如此,一個(gè)一致的發(fā)現(xiàn)是:與“敘事性自我”(narrative self,涉及記憶和自傳式推理;Gallagher,2000)相關(guān)的后部默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(posterior default-mode network)的功能連接在致幻劑作用下被下調(diào)(Erritzoe 等,2024)。

在90分鐘漂浮-REST后,與“我”感(包括身體自我和敘事性自我)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)也出現(xiàn)下調(diào):具體而言,后島葉與身體自我相關(guān),后扣帶回皮層與敘事性自我相關(guān),兩者在漂浮后的功能連接均較漂浮前顯著降低(Al Zoubi 等,2021)。

3.6. 身體處理與回顧性計(jì)時(shí)

大多數(shù)關(guān)于時(shí)間感知的研究使用了前瞻性任務(wù),在這些任務(wù)中,參與者被明確要求在許多持續(xù)數(shù)百毫秒到幾秒的試驗(yàn)過(guò)程中關(guān)注時(shí)間(框1)。在這一較短時(shí)間范圍內(nèi)的計(jì)時(shí)對(duì)于感知、認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)控制至關(guān)重要。然而,在日常生活中,我們經(jīng)常必須判斷過(guò)去事件的持續(xù)時(shí)間。雖然前瞻性時(shí)間感知依賴于當(dāng)前時(shí)刻對(duì)時(shí)間的關(guān)注,但回顧性時(shí)間感知依賴于情節(jié)記憶過(guò)程,因?yàn)槲覀冎荒茉跁r(shí)間過(guò)去后判斷持續(xù)時(shí)間(Zakay and Block, 1997; Balc? et al., 2023)。使用基于任務(wù)的fMRI的研究顯示,當(dāng)參與者不關(guān)注時(shí)間流逝時(shí),包括海馬和內(nèi)嗅皮層在內(nèi)的內(nèi)側(cè)顳葉區(qū)域支持情節(jié)記憶中已逝時(shí)間的表征(Thavabalasingam et al., 2018; Lositsky et al., 2016)。情節(jié)記憶檢索涉及內(nèi)側(cè)顳葉與支持身體意識(shí)的網(wǎng)絡(luò)之間的互動(dòng)(Gauthier et al., 2020; Iriye et al., 2024)。將這些發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展到回顧性時(shí)間處理,那些更準(zhǔn)確回顧性判斷持續(xù)時(shí)間的個(gè)體顯示出海馬與前/后中央?yún)^(qū)域(與身體表征和所有權(quán)相關(guān)(Di Vita et al., 2016; Grivaz et al., 2017))之間更強(qiáng)的靜息態(tài)連通性(Teghil et al., 2023)。最近,跨越分鐘的回顧性持續(xù)時(shí)間判斷與自發(fā)alpha節(jié)律相關(guān)聯(lián)(Azizi et al., 2023),該節(jié)律被提出對(duì)應(yīng)于每個(gè)當(dāng)前時(shí)刻內(nèi)身體和情感狀態(tài)的整合窗口(Craig, 2015)。這與回顧性時(shí)間感知受原始體驗(yàn)期間情感狀態(tài)調(diào)節(jié)的證據(jù)一致(Pollatos et al., 2014b)。雖然迄今只有少數(shù)研究評(píng)估了情感和身體信號(hào)在回顧性計(jì)時(shí)中的作用(Kellaris and Kent, 1992; Bisson et al., 2008; Pollatos et al., 2014b),但這些發(fā)現(xiàn)總體表明回顧性時(shí)間感知依賴于記憶內(nèi)容,其中包括每個(gè)當(dāng)前時(shí)刻的情感和具身體驗(yàn)的表征(Teghil, 2025)。因此,先前的身體狀態(tài)即使在回顧性時(shí)間判斷的語(yǔ)境中也可能構(gòu)成主觀時(shí)間。

4. 結(jié)論與未來(lái)方向

廣泛證據(jù)顯示,感知時(shí)間是發(fā)生在穩(wěn)態(tài)控制機(jī)制語(yǔ)境中的生理變化的功能,以及身體狀態(tài)的評(píng)估及其神經(jīng)表征。將這些發(fā)現(xiàn)與來(lái)自神經(jīng)成像數(shù)據(jù)的定量元分析的近期證據(jù)整合,使我們相信時(shí)間流逝感和主觀持續(xù)時(shí)間判斷關(guān)鍵性地依賴于支持我們身體與外部環(huán)境互動(dòng)的腦區(qū),以及處理來(lái)自身體器官和組織的內(nèi)部信號(hào)的腦區(qū)。一方面,傳感運(yùn)動(dòng)處理可以提供時(shí)間感知出現(xiàn)的基礎(chǔ),利用動(dòng)作動(dòng)態(tài)(Coull et al., 2016)。另一方面,主觀時(shí)間感沿著不同時(shí)間尺度可以映射到允許神經(jīng)系統(tǒng)感知、整合和解釋源于我們身體的信號(hào)的機(jī)制上(圖4)。


雖然所呈現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)一致支持時(shí)間感知的具身解釋,但研究才剛剛開(kāi)始解決傳感運(yùn)動(dòng)和內(nèi)感受系統(tǒng)中時(shí)間表征發(fā)展的具體機(jī)制問(wèn)題,并且?guī)讉€(gè)問(wèn)題仍未解決。關(guān)于島葉和SMA中持續(xù)時(shí)間表征的可能相關(guān)物已在爬升神經(jīng)活動(dòng)中被提出(Wittmann, 2013)。然而,據(jù)我們所知,當(dāng)個(gè)體估計(jì)給定刺激持續(xù)時(shí)間時(shí),涉及時(shí)間感知的兩個(gè)核心神經(jīng)解剖區(qū)域——SMA和島葉——的功能互動(dòng)尚未被測(cè)試。島葉和SMA與其他腦結(jié)構(gòu)在時(shí)間處理期間的互動(dòng)也尚未被研究。這些核心區(qū)域與大腦其余部分顯示出廣泛的連通性,包括其他涉及時(shí)間感知的區(qū)域和結(jié)構(gòu)(Ghaziri et al., 2017; Kim et al., 2010)。理解島葉和SMA如何與大規(guī)模腦系統(tǒng)互動(dòng)對(duì)于解釋不同時(shí)間行為的特定特征,以及理解它們是否以及如何支持不同時(shí)間尺度的時(shí)間感知至關(guān)重要。未來(lái)解決這些問(wèn)題的策略將涉及整合對(duì)健康和病理人群中感知時(shí)間擴(kuò)張和收縮的主觀體驗(yàn)的評(píng)估,與使用高級(jí)神經(jīng)成像方法(例如,解碼、有效連通性)和神經(jīng)生理記錄。這可以建立主觀體驗(yàn)時(shí)間流逝和持續(xù)時(shí)間變化與其潛在神經(jīng)動(dòng)態(tài)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。另一個(gè)相關(guān)點(diǎn)涉及神經(jīng)成像研究中島葉激活并非總是雙側(cè)觀察到的證據(jù),以及病灶研究表明存在半球不對(duì)稱性(例如 Teghil et al., 2020a; 2020b; Mella et al., 2019)。右島葉皮層與左島葉皮層在自我意識(shí)和情感處理中的不同功能作用已被提出(Craig, 2009a; 2015; Scalabrini et al., 2021)。因此,未來(lái)研究的一個(gè)重要問(wèn)題是是否可以在島葉參與時(shí)間感知中識(shí)別系統(tǒng)性半球差異,以及如果是的話,哪些特定任務(wù)特征(例如,持續(xù)時(shí)間范圍、刺激效價(jià))解釋此類差異。神經(jīng)成像的進(jìn)步進(jìn)一步允許對(duì)大腦皮層的越來(lái)越細(xì)粒度的劃分,以及對(duì)特定皮層子區(qū)域?qū)Ω呒?jí)認(rèn)知過(guò)程的功能意義的更深入理解。由于島葉和SMA可以被劃分為單獨(dú)的子區(qū)域(例如,Glasser et al., 2016; Quabs et al., 2022),并且pre-SMA和SMA-proper可以在細(xì)胞構(gòu)筑和功能水平上進(jìn)一步區(qū)分(Glasser et al., 2016),未來(lái)研究的一個(gè)重要目標(biāo)將是調(diào)查可識(shí)別的單獨(dú)子區(qū)域的功能輪廓與支持時(shí)間感知的神經(jīng)動(dòng)態(tài)之間的可能對(duì)應(yīng)關(guān)系。此外,雖然當(dāng)前證據(jù)支持后島葉背側(cè)在編碼逝去時(shí)間中的作用,以及前島葉在持續(xù)時(shí)間的明確意識(shí)中的作用(Wittmann et al., 2010; 2011),但這種時(shí)間表征的發(fā)展如何映射到島葉中的內(nèi)感受整合仍未知。

最后,雖然目前我們必然對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和內(nèi)感受處理層次內(nèi)哪些具體機(jī)制可能支持不同時(shí)間范圍的持續(xù)時(shí)間處理持不可知態(tài)度,但運(yùn)動(dòng)和內(nèi)感受處理的多樣性性質(zhì)與這些系統(tǒng)內(nèi)貢獻(xiàn)于時(shí)間感知的動(dòng)態(tài)可能也對(duì)亞秒和超秒間隔不同的可能性相兼容,這與亞秒和超秒持續(xù)時(shí)間處理的分離證據(jù)一致(例如 Lewis and Miall, 2003; Naghibi et al., 2024)。因此,雖然神經(jīng)種群活動(dòng)的改變(Buonomano et al., 2009)可能在數(shù)百毫秒范圍內(nèi)特別相關(guān),但與明確關(guān)注時(shí)間和身體狀態(tài)相關(guān)的目標(biāo)導(dǎo)向操作可能在計(jì)時(shí)更長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間時(shí)發(fā)揮作用。雖然仍屬推測(cè),但非常短暫間隔的亞秒計(jì)時(shí)可能受傳入心臟信號(hào)的影響,正如Arslanova et al.(2023)和Sadeghi et al.(2023)的發(fā)現(xiàn)所表明的,這表明這一尺度的時(shí)間感知主要反映基本感官流入——類似于心臟相位對(duì)其他感知或認(rèn)知過(guò)程的影響。心臟動(dòng)態(tài)的影響可能在感官證據(jù)積累用于決策的水平上運(yùn)作,正如最近使用心臟漂移擴(kuò)散模型的研究所示(Sadeghi et al., 2023)。相反,幾秒范圍內(nèi)的計(jì)時(shí)可能涉及一種對(duì)積累身體信號(hào)的隱性“計(jì)數(shù)”形式(Wittmann et al., 2013)。對(duì)于跨越分鐘到小時(shí)的更長(zhǎng)間隔,前瞻性時(shí)間判斷似乎依賴于對(duì)身體自我意識(shí)隨時(shí)間變化的評(píng)估,而回顧性計(jì)時(shí)可能涉及情節(jié)記憶系統(tǒng)與涉及內(nèi)感受和身體處理的網(wǎng)絡(luò)之間的更復(fù)雜互動(dòng)(Teghil, 2025)。雖然大多數(shù)研究關(guān)注心臟動(dòng)態(tài)和心跳感知(例如 Meissner and Wittmann, 2011; Khoshnoud et al., 2024; Arslanova et al., 2023),但內(nèi)感受涵蓋了一系列感覺(jué),包括來(lái)自呼吸、胃腸和泌尿系統(tǒng)的感覺(jué)(Craig, 2002; Khalsa et al., 2018)。與這些過(guò)程相關(guān)的動(dòng)態(tài)沿著相當(dāng)可變的時(shí)間尺度展開(kāi)(Khalsa et al., 2018),這表明身體節(jié)律可能在不同時(shí)間尺度上和/或基于時(shí)間判斷類型而不同地影響感知時(shí)間。最后,由于現(xiàn)實(shí)生活體驗(yàn)本質(zhì)上是多感官的,理解不同類型的身體信號(hào)如何在時(shí)間感知期間與外感受感官模態(tài)(例如聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué))提供的信息互動(dòng)也將是理解生態(tài)語(yǔ)境中時(shí)間感知的重要一步。

原文: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0149763425004178

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