私たちの脳は、時計のように正確に時を刻むのではなく、経験の数をカウンターのように数えることで時間を認識している―これが、ネバダ大学ラスベガス校(UNLV)の研究チームによる最新の研究成果だ。この発見は、なぜ楽しい時間はあっという間に過ぎ、退屈な時間はゆっくりと進むように感じるのかという、古くからの謎に科学的な説明を与えるものである。
なぜ楽しい時間は、あっという間に過ぎていくのか
UNLVの研究チームは、前帯状皮質(ACC)と呼ばれる脳領域の活動パターンを分析することで、私たちの脳が時間を認識する仕組みを明らかにした。この研究は、学術誌『Current Biology』に掲載された。
研究の中心人物であるUNLVの心理学准教授、James Hyman氏は次のように説明する。「私たちは、自分がすることや自分に起こることによって、経験の中で時間を認識しています。じっとしていて退屈なときは、何もしていないか何も起こっていないので、時間がとてもゆっくり進みます。反対に、多くの出来事が起こると、それぞれの活動が脳を前に進めていきます。これが脳が客観的に時間を認識する方法だとすれば、私たちがより多くのことをし、より多くのことが起こるほど、時間は速く進むのです」。
研究チームは、ラットに200回の反復タスクを行わせ、その間の前帯状皮質の活動を観察した。その結果、タスクを繰り返すごとに脳の活動パターンが少しずつ変化し、時間とともにその違いが大きくなっていくことが分かった。興味深いことに、タスクの完了に要した実際の時間に関係なく、同様の脳活動パターンが観察された。
この発見は、私たちの時間認識が主観的な経験に大きく影響されることを示している。例えば、100個の「ウィジェット」を作る2人の工場労働者を想像してみよう。1人が30分で、もう1人が90分で完了したとしても、彼らの脳波パターンは似通っており、経過時間の感覚も似ているかもしれない。
Hyman氏は次のように付け加える。「タスクの完了に要した時間の長さは、脳のパターンに影響を与えませんでした。脳は時計ではなく、カウンターのように動作します。私たちの脳は、時間についての雰囲気や感覚を登録しているのです」。
この研究は、私たちがなぜ忙しいときに時間が飛ぶように感じるのかを説明するだけでなく、脳がどのように記憶を時系列で整理し、異なる相対的な時間に出来事を思い出すことができるのかについても理解を深めてくれる。
Hyman氏は、日常生活での応用例として次のように述べている。「これは、夕食を通して会話を追跡するのに使う脳の部分です。会話の流れを考えてみると、夕食の早い段階、遅い段階での話題を思い出すことができます。しかし、記憶の中で一つの文を次の文から切り離すのは不可能です。ただ、あるトピックについて最初に話し、デザートの時に別のトピックについて話し、最後にまた別のトピックについて話したことは分かるのです」。
この研究成果は、時間認識に関する従来の概念を覆し、私たちの主観的な時間経験がいかに脳の活動パターンと密接に関連しているかを明らかにするものだ。今後、この発見が記憶や学習、さらには時間に関連する脳の障害の理解にどのような影響を与えるか興味深い。
論文
- Current Biology: Temporal information in the anterior cingulate cortex relates to accumulated experiences
参考文献
- University of Nevada, LasVegas: Good Timing: UNLV Study Unravels How Our Brains Track Time
研究の要旨
前帯状皮質（ACC）の活動は、規則学習、認知の柔軟性、作業記憶、および長期記憶の想起など、時間をかけて複数の経験を統合する能力を必要とする操作に重要である。この点を明らかにするために、ラットが同じ行動を1時間のセッション中に繰り返す際の神経活動を分析し、時間とともに活動がどのように変化するかを調査した。我々は、異なる3つの反応ポートにおいて報酬の確率が変動する決定を伴わないオペラント課題を実行するラット（n = 5）の神経集団を記録した。神経状態空間分析により、各行動の繰り返しは時間的に近いものほど似ており、時間的に離れたものほど異なることが明らかになった。ACCの活動は、行動のペースに一致する低次元の神経状態空間の緩やかで徐々な変化によって支配されていた。時間的な進行、すなわちドリフトは、すべてのセッションにおいて主成分分析の最上位成分に現れ、内部時計ではなく経験の蓄積によって駆動されていた。特筆すべきは、これらの信号が被験体間で一貫しており、異なる動物からのデータで訓練されたモデルに基づいて試行番号を正確に予測できることである。我々は、長時間（数十分）にわたる連続的ではないランピング発火率が低次元の集団表現を駆動することを観察した。ACCニューロンの40％の発火は、試行長の範囲にわたってランピングし、短期間のランピングニューロンの組み合わせが長期間を追跡する集団を形成していた。これらの発見は、ACCが集団レベルで経験の蓄積を反映して時間情報を伝達する方法について貴重な洞察を提供するものである。
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