Warum fliegt die zeit, wenn du spaß hast? studie vergibt licht


Warum fliegt die zeit, wenn du spaß hast? studie vergibt licht

Die Zeit scheint sehr schnell zu vergehen, wenn wir Spaß haben oder stehen, wenn wir uns langweilen. Seit Jahrhunderten hat die subjektive Wahrnehmung der Zeit Wissenschaftler, Philosophen und Künstler gleichermaßen beschäftigt. Nun kann ein Team von Neurowissenschaftlern die neurobiologische Erklärung gefunden haben, warum wir die Zeit anders wahrnehmen.

Die Forscher haben begonnen, die neurobiologische Grundlage für unsere unterschiedlichen Zeitwahrnehmungen zu verstehen.

Einige Studien in der Psychologie haben gezeigt, dass Emotionen Auswirkungen auf die Art und Weise wir wahrnehmen Zeit. Angst und Stress verzerren Zeit und machen es länger erscheinen, als es wirklich ist, während Tage scheinen zu fliegen, wenn wir im Urlaub sind.

Warum passiert das? Wie ist das Gehirn "Trick" uns in Denken Zeit ist länger oder kürzer als es tatsächlich ist? Und könnten wir die Bereiche unseres Gehirns finden, die dafür verantwortlich sind, wie wir Zeit erleben?

In einem Versuch, diese grundlegenden Fragen zu beantworten, hat ein Team von Neurowissenschaftlern am Champalimaud-Zentrum für das Unbekannte in Lissabon, Portugal, die neuronale Aktivität in bestimmten Teilen des Maus-Gehirns untersucht.

Die Studie - geleitet von Joe Paton, Leiter des Lernlabors am Champalimaud Neuroscience Program - wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft .

Hypothese der Rolle von Dopamin in der Zeit Wahrnehmung

Dopamin ist ein Hirnchemikalie- oder Neurotransmitter, der häufig mit den Vergnügungszentren des Gehirns verbunden ist. Dopamin ist in Belohnung, Motivation, Lernen, Sucht, sowie in Bewegung und Aufmerksamkeit beteiligt.

Forscher am Champalimaud-Zentrum vermuteten, dass Dopamin-freisetzende Neuronen auch eine Rolle spielen können, wie wir die Zeit wahrnehmen. Sie nahmen dies an, weil dopaminerge Neuronen in einer tiefen Struktur des Gehirns namens Substantia nigra pars compacta gefunden werden, und Schäden in diesem Bereich wurde in neurologischen Bedingungen festgestellt, wo die Zeitwahrnehmung betroffen ist.

Substantia nigra ist eine große pigmentierte Gruppe von Neuronen im Mittelhirn, und es ist in zwei Teile geteilt: die pars reticulata und die pars compacta. Die Zellen im letzteren Teil synthetisieren Dopamin und "senden" es in andere Bereiche des Gehirns, die für die Bewegung verantwortlich sind, wie das Striatum.

Die Substantia nigra pars compacta spielt eine Schlüsselrolle bei der zeitlichen Verarbeitung. Sein Einfluss auf die Zeit Wahrnehmung und Bewegung kann in Parkinson-Krankheit gesehen werden, eine Bedingung mit dem Tod von Dopamin-Neuronen in der Pars compacta assoziiert.

Das Forschungsteam hatte zuvor das Striatum in Nagetieren untersucht, um zu verstehen, wie das Gehirn schätzt und die Zeit verfolgt. Ihre Forschung hatte ergeben, dass die Beseitigung der Input von Dopamin-Neuronen zum Striatum "kann ein selektives Defizit im Timing verursachen."

Untersuchen der Zeitwahrnehmung bei Mäusen

Für ihre neue Studie, die Wissenschaftler trainiert Mäuse, um eine Aufgabe, die Timing beteiligt.

Die Beurteilung der Wahrnehmung bei Tieren ist anspruchsvoll, da Tiere ihre Erfahrungen nicht berichten können. Seit Jahrzehnten haben die Wissenschaftler Tiere ausgebildet, um kategorische Urteile zu treffen, und sie haben diese Urteile verwendet, um Schlussfolgerungen darüber zu ziehen, was die Tiere erleben könnten.

Um die Wahrnehmung der Zeit zu beurteilen, haben die Forscher Mäuse trainiert, um zu schätzen, ob die Dauer des Intervalls zwischen zwei Tönen kürzer oder länger als 1,5 Sekunden war. Paton erklärt, dass die Mäuse nach Monaten des Trainings "ziemlich gut" wurden.

Mäuse zeigten ihre Wahl an, indem sie ihre Schnauze entweder an einem rechten Port für ein kürzeres Intervall oder einen linken Port für ein längeres Intervall platzierten.

Das Intervall zwischen den Tönen wurde während des Tests variiert, und die Wissenschaftler belohnten die Mäuse, wenn sie die Zeit richtig schätzten.

Im zweiten Teil der Forschung befasste sich das Team mit der Untersuchung der elektrischen Aktivität von Dopamin-Neuronen in der Substantia nigra pars compacta.

Um dies zu tun, verwendeten sie moderne molekulare und genetische Werkzeuge, um Dopamin-Neuronen auf einer schnellen Zeitskala zu messen und zu manipulieren.

Mit Faser-Photometrie, Wissenschaftler gemessen die Signale, die die elektrische Aktivität von Dopamin-Neuronen reflektiert. Genauer gesagt, machten sie die Neuronen fluoreszieren, wenn sie aktiv waren und die Intensität des emittierten Lichts messen.

Dopamin-Neuronen mit der Zeitwahrnehmung verbunden

"[Fluoreszenz] ist ein Indikator für die elektrische Aktivität einer Anzahl dieser Neuronen um die optische Faserspitze, so dass wir indirekt die Variation der Aktivität der Neuronen während der Aufgabe überwachen konnten", erklärt Paton.

Die Forscher bemerkten, dass die neuronale Aktivität zu Beginn des ersten und zweiten Tones zunahm. Dies zeigte, dass die Dopamin-Neuronen aktiv an der Aufgabe beteiligt waren.

Noch wichtiger ist, dass die neuronale Aktivität in der Intensität variierte. Die Wissenschaftler konnten die Amplitude der neuronalen Aktivität mit dem Urteil der Tiere korrelieren.

"Was wir sahen, war, dass je größer die Zunahme der neuronalen Aktivität war [im ersten und zweiten Ton], desto mehr tendierten die Tiere dazu, die Dauer des Intervalls zu unterschätzen", sagt Ph.D. Kandidat und studiere Co-Autorin Sofia Soares. "Und je kleiner die Zunahme ist, desto mehr überschätzte das Tier die Dauer."

Die Forscher konnten so eine klare Assoziation zwischen Dopamin-Neuronen und wie das Gehirn die Zeit wahrnehmen.

Allerdings mussten die Forscher auch Kausalität schaffen.

Urteil der Zeit durch Dopamin-Neuronen kontrolliert

Um dies zu tun, mussten sie sehen, ob die neuronale Aktivität tatsächlich Veränderungen induzieren kann, wie die Zeit wahrgenommen wird.

Mit Hilfe einer Technik namens Optogenetik haben die Forscher selektiv und schnell Dopamin-Neuronen manipuliert, um zu sehen, wie sie die Fähigkeit der Tiere beeinflusst haben, Zeitintervalle zu beurteilen.

In der Optogenetik werden die Gehirnzellen genetisch modifiziert, um lichtempfindlich zu werden. Die Technik ermöglicht es Wissenschaftlern, spezifische Zellen mit Lichtempfindlichkeit zu zielen und zu kontrollieren. Die Technik wird am häufigsten in der Neurowissenschaften verwendet.

Nachdem wir die Neuronen der Mäuse modifiziert hatten, wurde das Team dann "schalldete" und "aktivierte" Dopaminneuronen unter Verwendung von Licht.

Wir haben festgestellt, dass, wenn wir die Neuronen stimulierten, die Mäuse dazu neigten, die Dauer zu unterschätzen, und wenn wir sie zum Schweigen brachten, tendierten sie dazu, sie zu überschätzen. Dieses Ergebnis, zusammen mit den natürlich vorkommenden Signalen, die wir in den vorangegangenen Experimenten beobachteten, zeigen, dass die Aktivität dieser Neuronen ausreicht, um die Art und Weise zu verändern, wie die Tiere den Zeitverlauf beurteilten. Das war das wichtigste Ergebnis unserer Studie."

Joe Paton

Ergebnisse, die für den Menschen gelten

Es ist sehr wahrscheinlich, dass diese Ergebnisse auf den Menschen extrapoliert werden können, erklärt Paton, da die neuronale Schaltung wahrscheinlich ähnlich ist.

Allerdings warnt er, dass angesichts der Einschränkungen von Nagetierstudien wir keine endgültigen Behauptungen darüber machen können, was die Mäuse "wahrgenommen" haben.

Tiere können nicht über ihre eigenen Wahrnehmungen berichten, also was die Wissenschaftler in dieser Studie gemessen haben, ist kein Wahrnehmung an sich.

"Wenn wir Tiere tauschen, ist das Einzige, was wir messen können, das Verhalten des Tieres, aber wir sind uns nie sicher, was sie wahrnehmen", sagt er. "Wir interpretieren dies als" eine subjektive Erfahrung des Tieres ", aber es ist nicht mehr Als eine Interpretation, und das ist das Beste, was wir tun können."

Wenn derselbe Mechanismus für den Menschen gilt, könnte dies jedoch erhebliche Auswirkungen auf die Behandlung von Störungen haben, die Dysfunktionen im dopaminergen System beinhalten. Solche Bedingungen beinhalten Aufmerksamkeitsdefizitstörung und Substanzabhängigkeit.

Lesen Sie darüber, wie Stammzellen eine neue Behandlung für die Parkinson-Krankheit liefern können.

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