腦中的第納鳥

楊健

關(guān)于時間知覺的科幻小說，可以追溯到1904年威爾斯的《新加速劑》。這篇小說所設想的口服藥物不僅能加速服用者的時間知覺，還能加速其運動做功、能量代謝，甚至生長發(fā)育的速度。在我國的志怪故事里也有這樣的記述，一位樵夫因為專注于觀棋而忘記了時間，直到斧子生銹了竟然都不曾察覺。這些充滿想象力的故事不斷引發(fā)著我們對時間知覺的思考。

與長度、重量、溫度、氣味等概念不同，時間沒有承載它的客觀物質(zhì)基礎(chǔ)，從這個意義上說，時間是不存在的，它只是意識為了理解客觀事物存續(xù)和變化而構(gòu)造的認知工具。我們可以看到顏色、聽到聲音、觸摸溫度，但卻沒有關(guān)于時間的感受器，那么問題來了：

時間是如何被我們覺知的？

我們看到日升月落，便知道一天過去了;看到花開花謝，便知道一年過去了;看到鏡中的白發(fā)，便感慨這就是一生。知覺是感覺的認知整合，時間知覺也正是綜合了多通道的感覺信息，依據(jù)有規(guī)律的自然現(xiàn)象形成的。為了更加客觀精確地度量時間，我們還開發(fā)了日晷、鐘表、日歷等計時工具。

事實上，在沒有這些外在參照物的情況下，我們依然能夠在一定程度上保持時間知覺。甚至在睡眠等低意識狀態(tài)下，它依然運作著，讓我們定時醒來，只是這樣的“生物鐘”沒有客觀計時器那么可靠罷了。

為了研究這種神秘的內(nèi)在時鐘，志愿者被單獨關(guān)在沒有任何客觀時間參照物的山洞里，僅僅按照自己的主觀節(jié)律生活。結(jié)果不出幾個月，他們就普遍高估了時間的流逝。這種對“時間長短”的判斷被稱為“時距知覺”。除此之外，時間知覺還有一個更重要的任務，那就是判斷事物發(fā)展的“先后順序”，這個任務由“時序知覺”完成。

飛轉(zhuǎn)的物體，如車輪和風扇葉片等，在適當?shù)霓D(zhuǎn)速下看起來像是在反向旋轉(zhuǎn)。這是因為我們的意識、感知等心理過程是不連續(xù)的，時間知覺也不例外。時間知覺的不連續(xù)性使我們感知到的“現(xiàn)在”離散為相隔約三十毫秒的片段，也就是說，兩個孤立事件的發(fā)生必須相隔三十毫秒以上，我們才能夠區(qū)分它們的先后關(guān)系。

時序知覺把我們認知到的一切有序地組織起來，為我們識別時間的“順序性”提供了可能。時間的順序性如此重要，是因為它帶來一個重要的概念——因果。沒有時序的概念，我們將不能進行邏輯推理，甚至無法組織記憶、想象未來。

過去是記憶，未來是想象，我們能夠感知的其實只有“現(xiàn)在”，可“現(xiàn)在”是什么呢？

大腦把多個感覺通道當前所感知到的刺激序列打包為一個個知覺單元，這些可被知覺為一個整體的刺激序列，就是我們所謂的“現(xiàn)在”，其上限大約為三秒?；叵胍幌?，當你命令別人“現(xiàn)在、立即、馬上”的時候，是不是總喜歡數(shù)到“3”呢？

當一個個“現(xiàn)在”成了“記憶”，它就為我們進一步度量“未來”提供了內(nèi)在參照物。

現(xiàn)在我們知道時間知覺的功能構(gòu)成了，那么它是如何產(chǎn)生，又是怎樣工作的呢？

我們對時覺生理機制的了解大多來自實驗動物的研究。低等生命或許還不能認識“時間”的概念，但它們同樣具備對時間的感知能力，從而表現(xiàn)出節(jié)律性的行為活動，比如公雞的打鳴、第納鳥每三十分鐘的歌唱等，甚至連南非大葉樹這樣的植物也會表現(xiàn)出每兩小時翻動一次葉片的神奇規(guī)律。

我們的大腦中就生活著這么一只歡快的第納鳥，它規(guī)律地叫喚著，每秒五次，用歌聲為我們報時，我們稱之為“紋狀體”。作為計時加工的核心結(jié)構(gòu)，它通過改變放電頻率來編碼時距。

在計時中樞的合唱團里，作為主唱，紋狀體的節(jié)奏感并不是很好，特別容易被指揮家“黑質(zhì)”帶偏。黑質(zhì)是個任性的指揮家，它不喜歡默守作曲家“海馬”的譜子來指揮演唱，因為海馬總是憑“記憶”創(chuàng)作節(jié)拍，黑質(zhì)不太信任它的創(chuàng)作方法，總是征求“眼耳身意”等現(xiàn)場觀眾的意見即興發(fā)揮，并通過神經(jīng)通路中的多巴胺和γ-氨基丁酸這兩根指揮棒，給紋狀體及其伴唱“內(nèi)側(cè)前額葉皮層”等高級中樞帶節(jié)奏。當記憶歌譜里的1/2拍被唱成了1/4拍，這首叫作《時間》的變奏曲就被加快了一倍。

當然，時覺的實際生理機制要比這個合唱團復雜得多，它涉及更多的中樞投射、突觸改建、神經(jīng)遞質(zhì)和內(nèi)分泌調(diào)節(jié)的復雜網(wǎng)絡，容易受到很多內(nèi)外部因素的影響。

那么時間知覺的影響因素有哪些呢？

事實上，年齡、性別、智商、運動……甚至僅僅是交叉雙手都會改變我們的時覺。

作曲家“海馬”是一個悲傷的老人，它總是懷舊地把“現(xiàn)在”和“記憶”做比較。隨著年齡的增長，作為時覺參照物的“記憶”逐年累積，“現(xiàn)在”也就過得越來越快。為此，它創(chuàng)作了一首令人扼腕的歌曲《時間都去哪兒了？》。

女性趨向于高估短時距、低估長時距。這也許可以解釋女朋友約會總是遲到，卻可以在商場輕松逛上一個下午。她的內(nèi)心獨白可能是“Take?it?easy，還有整整五分鐘才到約定時間”，以及“OMG，只有半天時間購物了”。

男性比女性的時序閾值更低，但打架的時候總認為是對方先動的手，這是強烈的因果信念在左右人們對時序的判斷。

有些事讓你度日如年，可有些人卻一日不見如隔三秋。除了因果信念，情緒、動機、文化等認知因素也會自上而下地影響時覺。為了避免個體認知因素的影響，時覺的實驗研究通常會采用無意義的刺激材料，比如閃光、純音、電刺激等。

在控制時覺的主觀因素中，注意力的影響可能最為顯著。很多藝術(shù)家和作家在創(chuàng)作時會進入一種注意力高度集中的“心流狀態(tài)”，表現(xiàn)為目標明確、高度興奮、廢寢忘食、不希望被打擾以及靈感爆發(fā)。這樣的高光時刻讓他們的時覺極度加快，從而在短時間內(nèi)創(chuàng)造出優(yōu)秀的作品。但相對的，心流狀態(tài)卻不能明顯提高體力勞動者或運動員的工作表現(xiàn)。

疫情期間你是不是覺得時間過得特別快，一晃三年就過去了呢？這是因為我們的活動范圍狹窄，生活單調(diào)重復，缺乏新異刺激。但有的人利用封控在家的時間，不斷學習充實自己，為自己制造新異刺激，時間也可以為他慢下來。

既然時覺如此“善變”，我們可不可以人為地改變甚至控制它呢？

答案是肯定的。

時覺操縱最常用的方法就是提神藥。據(jù)外媒報道，在最近的俄烏戰(zhàn)場上，美國就疑似為烏軍士兵提供了大量的安非他明。其實從二戰(zhàn)到伊拉克戰(zhàn)爭，苯丙胺制劑以及莫達非尼等興奮性藥物就在外軍中廣為分發(fā)。這些藥物可以提高戰(zhàn)士覺醒水平和反應力，進而增加其連續(xù)軍事作業(yè)的能力，但其巨大的副作用和戰(zhàn)后的藥物依賴問題令人擔憂。

與藥物的作用相比，行為訓練的效果或許沒有那么顯著，但為了規(guī)避成癮性和副作用，它可能是更好的選擇。在日常生活中，與注意力相關(guān)的活動往往能改變我們的時間知覺，比如冥想、正念、VR游戲等。在實驗條件下，通過人造自然現(xiàn)象和逐步調(diào)整鐘表速度等方式，有計劃地改變受試者記憶里的時間標尺，可以在一定程度上為其制造時間錯覺。只是想要達到某些故事里那樣夸張的效果，或許還得指望腦控技術(shù)的未來發(fā)展。

光遺傳學技術(shù)通過遺傳改造在中樞神經(jīng)系統(tǒng)表達光敏蛋白，對特定的腦區(qū)施加光信號，便可通過誘發(fā)光敏蛋白的電活動獲得想要的神經(jīng)生理現(xiàn)象。但可見光難以穿透顱骨，需要通過手術(shù)植入光纖。為了實現(xiàn)非侵入性的大腦遠程操縱，一種紅外熱敏腦控的新技術(shù)應運而生，其關(guān)鍵的腦控元件正是去年剛剛獲得諾貝爾獎的辣椒素受體1。

為技術(shù)進步歡欣鼓舞的同時，我們必須永遠保持警惕——這些腦控技術(shù)不僅可以改變時覺，理論上還可以操縱所有的腦活動，進而控制行為。屆時，如果有人不懷好意，利用通信網(wǎng)絡擴布腦控信號，無疑將是一件細思極恐的事情。

因此，我們得做好思想準備，試想一下時覺操縱會對人類的生活產(chǎn)生什么樣的影響？

人生若白駒之過隙，對時間知覺善加利用，無疑會豐富我們的人生。在生病、無聊或悲傷的時刻，我們可以減慢時覺，讓時間快進;但若是和喜歡的人在一起，哪怕一分鐘也要地久天長。電影《虛擬實驚》里就設想了一種虛擬監(jiān)獄，讓人在一分鐘內(nèi)坐一年的牢，既達到教育改造的目的，又不至于讓犯人出獄時與社會脫節(jié)?？蓪τ谂R終之人，這算不算另一種形式的永生呢？如果科學家們進入這種永生狀態(tài)搞科研，加速的產(chǎn)出無疑會造福人類，但極端的“時差”又會不會讓他們感到孤立，就像被囚禁在時間的監(jiān)獄里？如果以全社會集體加速來解決時覺加速者的社交需要，又會不會出現(xiàn)因加速率分配不均而導致的階級分化，以及競爭性加速產(chǎn)生的社會壓力呢？

除此之外，一個更基本的問題是，時覺加速究竟能不能提高人類的創(chuàng)造力？考試中，如果你沒有解開一道謎題的能力，再多的時間也許都是枉然。但另一種說法卻認為，相對永生的人類獲得了近乎無限的學習和試誤機會，“無限猴子”自然可以獲得無限的創(chuàng)造力?？僧敗艾F(xiàn)在”的時限被無限拉長，有限的腦力又能否應對爆炸的信息量呢？

遺憾的是，時覺并不能無限加快，且不論血液循環(huán)和能量代謝的限制，編碼時間的電活動頻率本身就是有極限的。

神經(jīng)細胞是以一種多米諾骨牌的方式傳遞信號的，每次脈沖過后需要幾毫秒時間來復位骨牌才能再次傳遞信號，所以在不改造其電生理結(jié)構(gòu)的前提下，電活動信號接踵而至的極限也就是幾百赫茲。紋狀體的正常電活動頻率大約為五赫茲，即使達到上述極限，也不過加快了一百倍左右，也許這就是時覺加速的生理極限了。考慮到計時中樞與外周那些復雜的反饋，這個理論值可能還會大大降低。

因此，為了進一步討論時覺加速對人類感知和運動的影響，我們不妨撇開那些尚未闡明的時覺調(diào)控機制，將討論前提簡化為：“在精確腦控技術(shù)下，時覺加速僅僅加快了計時中樞的電活動頻率?！?/p>

在時覺加速者眼中，外部世界的運動會相對減慢。我們很容易直觀地認為光波的波長會“被拉長”，色覺會出現(xiàn)紅移。但高級中樞并不能直接感受客觀刺激，它反映的只是感受器的電化學變化，而客觀刺激對感受器的作用不會隨主觀時覺而變化。顏色感覺取決于三種視錐細胞興奮比例，時覺變化并不影響其構(gòu)成，所以也不會影響顏色的主觀“定性”。

但光強這樣的“定量”特征就不一樣了。時覺加速增加了計時中樞編碼時間的速度，視覺通路中，代表光強的動作電位的頻率相對下降，主觀視野就會變暗。但人類視覺的光強范圍從一個光子到陽光直曬跨越了十三個數(shù)量級，瞳孔調(diào)節(jié)和光感受器的鈣調(diào)機制會很快參與明暗適應。所以除非突然加速，高速時覺也是不會造成明暗適應的困擾的。

同樣作為“定性”的感知方式，按說對音調(diào)的知覺也不應該受到時覺加速的影響。但音調(diào)不能像色彩合成一樣融合成復合音調(diào)，我們沒有橙色可用時，可以用紅黃兩色來調(diào)和，但我們同時聽到C、E兩種音調(diào)，并不能用D調(diào)來代替。究其原因，視色素只有三種，耳蝸基底膜的寬度和厚度卻是無極漸變的。同時，由于時覺加速者聽到的語速減慢，就像慢放的磁帶一樣，會造成音調(diào)的降低。音強的編碼方式和光強類似，這里不再贅述。

由于篇幅限制，本文僅以視聽通道為例來討論時覺對感知的影響。但需要注意的是，各個感覺通道是相互影響的，而且由于信號換能方式的不同，來自不同感覺通道的時間信息并不完全同步，比如視覺慢于觸覺、觸覺慢于聽覺。這種差異本可以忽略不計，但極端的時間加速者擴大了視聽通道的這種“時差”，一旦超過時序知覺閾限，便有可能出現(xiàn)畫面慢于聲音的奇怪感知。

時覺加速對運動的影響主要體現(xiàn)在提高中樞處理信息的效率而縮短反應時間，并不直接影響感覺和運動響應，所以腦力參與越多的活動，時覺加速帶來的福利也就越大。比起跑步這類的程序化運動，乒乓球這樣的意向性運動則會更受益于時覺的加速。

相比而言，我們的運動輸出很可能跟不上中樞的加速。除了肌肉響應的限制，神經(jīng)傳導速度也不受時覺的影響，它只取決于神經(jīng)纖維的種類。人體運動信號最快只能以每秒一百二十米的速度傳播，也就是說，作為一個一米來高的正常人，如果時覺加速一百倍，你需要主觀上超過一秒的時間去指揮你的腿。

除此之外，我們還必須在長期加速中考慮到能量供給的問題。

磷酸原和糖酵解系統(tǒng)供能的功率強大，但只能在運動早期維持約半分鐘左右，如果運動持續(xù)，低功率但穩(wěn)定持久的有氧氧化系統(tǒng)將占據(jù)能量供給的主導地位。也就是說，時覺加速帶來的運動福利只能持續(xù)一小會兒，之后就會“有心無力”，需要通過休息蓄能，才能再度短暫地展現(xiàn)出“超乎尋?！钡倪\動能力。

迅速補充外源性能量物質(zhì)或許可以突破這一瓶頸，但這對我們的散熱能力提出了考驗。如果達到威爾斯所設想的那種極端運動加速，即便不會因代謝產(chǎn)熱而自焚，也會因大量排汗而脫水暴斃，更遑論高強度運動帶來的代謝紊亂、肌肉損傷，甚至心肺衰竭。

運動加速者必然對心力儲備有著更高的要求。通常情況下，我們可以通過提高心率來增加心臟的血液輸出，但心率過高時，心室來不及充盈，反而會導致搏出量大幅度降低。

最后，既然我們不應該也不能追求無限的時覺加速，那究竟什么樣的時覺才最適合我們呢？

漫長的進化塑造了我們現(xiàn)在的時覺，至少被歷史所證明，它是最適合地球人類的。可時代在進步，環(huán)境在變化，既然時覺是適應的產(chǎn)物，那也許就不存在一成不變的“最適加速率”。無論未來的我們生活在元宇宙還是外太空，它總會隨著生存環(huán)境的變化而不斷變化。

人類的時覺將何去何從，沒有人知道答案。我們只知道，時間它從不勻速，我們也一直在改變。而你，做好準備，迎接優(yōu)勝劣汰了嗎？

【責任編輯?：竹?子】