你今天早上准时上班了吗？去感谢交通之神吧，但也请花点时间感谢你的大脑。大脑令人印象深刻的精确内部时钟使我们能够感知时间流逝，这项技能对于许多重要的日常功能至关重要。如果没有跟踪时间流逝的能力，我们的晨浴可能会无限期地持续下去。如果没有那种不断提醒我们开车时间过长的感觉，我们很容易错过出口。
但是大脑是如何产生这种精细调整的心理时钟的呢？神经科学家认为，我们有不同的神经系统来处理不同类型的时间，例如，维持昼夜节律，控制精细的身体运动的时间，以及对时间流逝的有意识的感知。直到最近，大多数神经科学家认为，后一种时间处理类型——即当你早餐逗留时间过长时提醒你的那种——是由单一的大脑系统支持的。然而，新兴的研究表明，单一神经时钟的模型可能过于简单。加州大学欧文分校的神经科学家最近在《神经科学杂志》上发表了一项新的研究，揭示大脑实际上可能还有第二种感知时间流逝的方法。更重要的是，作者提出，第二个内部时钟不仅与我们的主要神经时钟并行工作，甚至可能与之竞争。
过去的研究表明，一个名为纹状体的大脑区域是我们中央内部时钟的核心，它与大脑周围的皮层协同工作，整合时间信息。例如，当人们注意时间流逝了多久时，纹状体会变得活跃，而患有帕金森病（一种会扰乱纹状体输入的神经退行性疾病）的个体在计时方面存在困难。
支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
但是，对时间流逝的有意识感知要求大脑不仅要测量时间，还要保持对时间流逝的运行记忆。科学家们早就知道，大脑中称为海马体的一部分对于记住过去的经历至关重要。他们现在认为，它也可能在记住时间流逝方面发挥作用。对动物大脑电活动的研究表明，海马体中的神经元会发出特定的时间点信号。但是，海马体并非总是跟踪时间所必需的。值得注意的是，海马体受损的人可以准确记住短时间段的流逝，但在记住长时间间隔方面却有障碍。这些发现暗示海马体对于传递某些（但不是全部）时间信息至关重要。如果是这样，那么这种时间代码究竟是用来做什么的，为什么它如此排他？
在他们的新研究中，研究人员试图通过训练大鼠区分不同的时间间隔来解开这个谜团。然后，当大鼠通过在不同的气味之间进行选择来表明它们可以分辨出时间流逝了多少时，研究人员会用零食奖励它们。在一些试验之前，科学家们注射了一种可以暂时使海马体失活的化学物质。这使他们能够测试功能性海马体是否对于区分不同的时间间隔是必要的。
海马体失活的大鼠可以像对照组大鼠一样区分差别很大的时间间隔（例如，3分钟与12分钟），但在检测相似时间段之间的差异（例如，8分钟与12分钟）时，它们的表现并不比碰运气好。这表明海马体对于区分相似的时间间隔很重要，但在间隔差异很大时则不需要。但奇怪的是，这种模式仅在长时间段内有效；海马体功能不正常的大鼠不仅在区分短时间尺度下的相似时间段（例如，1分钟与1.5分钟）时表现正常，而且实际上表现更好。
因此，虽然海马体确实会发出时间流逝的信号，但它在这样做时具有非常特殊的作用。它专门区分长时间尺度下的相似时间段——大约几分钟。当你可以分辨出自己洗了10分钟的澡，而不是15分钟时，你可以感谢你的海马体。但是，当你感觉到1分钟和1.5分钟，或20分钟和一个小时之间的差异时，其他大脑区域已经接管了内部计时器的功能。
尽管海马体执行如此高度专业化的功能似乎很奇怪，但这与我们所知它在其他领域所做的事情完全一致。海马体以其区分重叠物体或经历的能力而闻名——这一过程被称为模式分离。这项研究表明，它可以对体验的许多特征进行模式分离，检测物体、地点和时间段之间的细微差异。
海马体可能对以秒为单位发生的事件毫不知情，但我们当然能够追踪这些时刻的快速流逝。考虑到纹状体被认为可以以秒为单位跟踪时间，作者认为海马体和纹状体实际上可能会相互竞争，因此当海马体安静下来时，纹状体可以比平时更有效地发挥作用。虽然我不建议故意损伤你的海马体（你会发展出更严重的问题），但理论上这样做可以提高你跟踪短时间段流逝的能力。
但是，这种抑制关系是相互的还是单向的尚不清楚。如果海马体和纹状体确实作为独立的、对抗的时钟发挥作用，那么纹状体会像海马体似乎会损害纹状体一样抑制海马体吗？科学家们知道，损伤纹状体会导致一系列时间处理问题。但是，它是否也可能通过启动海马体高速运转来赋予一种特定的计时超能力——即区分相似的长时间间隔？只有进一步的研究才能揭晓。
因此，当你明天准时上班时，请承认你不仅有一个，而是多个内部时钟，并且放心你拥有一个健康的海马体。
您是一位专门研究神经科学、认知科学或心理学的科学家吗？您是否读过最近一篇您想撰写的同行评审论文？请将建议发送给“心智问题”编辑加雷思·库克，他是一位普利策奖获奖记者，也是 NewYorker.com 的定期撰稿人。加雷思还是Best American Infographics的系列编辑，可以通过 garethideas AT gmail.com 或 Twitter @garethideas与他联系。