“宇宙大爆炸理論”認(rèn)為140億年前的一個致密熾熱的奇點發(fā)生了大爆炸，隨后膨脹形成了宇宙，而在宇宙誕生的那一刻，時間和空間隨之誕生了。時間和空間是物質(zhì)存在的基本屬性，它們二者一起描述著事物存在和發(fā)展的秩序。在我們的日常生活中，時間和空間的關(guān)系也十分緊密，共同影響我們的生活。比如，我們常用空間信息去描述時間信息：“這段時間很‘長’、過了一‘段’時間、想起‘前面’的事”等等。我們感受到的時間長度會受到自身情緒、專注程度等因素的影響，比如：當(dāng)你心情愉快地做事時，會感到時間流逝得特別快；而當(dāng)你心情不佳，就會感覺時間的步伐好像變慢了。同樣地，我們感受到的時間長度也會受到空間距離的干擾而導(dǎo)致扭曲失真。一個較為著名的時空干擾效應(yīng)為“Kappa效應(yīng)”，研究該效應(yīng)的最簡單的實驗是：將兩個燈泡放置在一條水平線上，使其在一定時間間隔內(nèi)依次閃爍，此時改變兩個燈泡放置的位置，調(diào)節(jié)它們之間的空間距離，我們會知覺到時間間隔會隨著空間距離的增加而增加?？茖W(xué)家已經(jīng)證明，在人類視覺、聽覺和觸覺的感覺加工中都存在Kappa效應(yīng)。那么，這種現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的，它又與我們大腦中的哪個部位有關(guān)呢？西南大學(xué)心理學(xué)部陳有國副教授時空認(rèn)知課題組，采用腦電設(shè)備測量實驗參與者完成 Kappa 效應(yīng)任務(wù)的腦電波（圖1）。在實驗中，兩個小圓從中心向左或右視野依次閃現(xiàn)，兩個圓之間的時間間隔隨機選自0.8 秒和 1.2 秒，它們之間的空間距離隨機選自0°、5.8°和 15.5°。要求參與者通過按空格鍵來復(fù)現(xiàn)小圓間的時間間隔（圖2A）。結(jié)果顯示，實驗參與者知覺到的時間長度隨著兩個小圓之間的時間間隔和空間距離的增加而增加（圖2B），產(chǎn)生了典型的Kappa效應(yīng)。此外，參與者知覺到時間越長，位于大腦頂葉區(qū)域的腦電成分P2和P3b的波幅就越大；偶極子源定位技術(shù)揭示頂葉P2和P3b成分發(fā)源于頂葉皮質(zhì)（圖3）。這些發(fā)現(xiàn)為時間與空間信息在工作記憶中整合成為共同的量值表征提供了電生理證據(jù)。圖3 時空信息量值表征更新誘發(fā)P2-P3b神經(jīng)源的激活波形、地形圖和定位P2和P3b腦電波與工作記憶中的時間信息表征有什么關(guān)系呢？陳有國說，人腦中存在著暫時存儲信息的緩沖器稱之為工作記憶。外部輸入的各種信息均會進入工作記憶，導(dǎo)致工作記憶中的信息更新，并同時產(chǎn)生了P2和P3b腦電波。這個心理過程有點像我們向池塘中扔石頭，一般說來，石頭越大產(chǎn)生的水波就越大。工作記憶就像平靜的池塘，外部輸入大腦的時間、空間、顏色等信息就像石頭，P2和P3b腦電波就像水波。大腦根據(jù)P2和P3b的波幅推測時間的長度，就像我們根據(jù)水波的大小推測石頭的大小。時間信息和空間信息同時進入工作記憶誘發(fā)的P2和P3b要大于時間信息單獨誘發(fā)的P2和P3b，就像我們有一塊石頭和一塊磚頭，石頭和磚頭一起扔進池塘比單獨扔石頭產(chǎn)生的水波更大。由于很多因素（如情緒、注意、數(shù)量等）均會影響P2和P3b腦電波的波幅，所以我們很難準(zhǔn)確地估計時間長度。該研究“Electrophysiological evidence for a common magnitude representation of spatiotemporal information in working memory” 已于2021年11月18日被國際著名神經(jīng)科學(xué)期刊《Cerebral Cortex》（中科院SCI一區(qū)，位于該領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊的前5%）正式接收。西南大學(xué)心理學(xué)部碩士研究生崔明慧為論文的第一作者，陳有國為通訊作者。該研究得到了教育部人文社會科學(xué)一般項目、重慶市社會科學(xué)規(guī)劃項目等基金的資助。Cui, M. H, Peng, C. H., Huang, M., Chen, Y. G. (2021). Electrophysiological evidence for a common magnitude representation of spatiotemporal information in working memory. Cerebral Cortex.
西南大學(xué)心理學(xué)部官網(wǎng)2021年12月17日
