Οι αισθητηριακές εμπειρίες και η αντίληψη του χρόνου συνδέονται στενά μέσα στον σωματοαισθητικό φλοιό του εγκεφάλου. Εδώ, οι νευρωνικές αναπαραστάσεις και για τις δύο αισθήσεις είναι αλληλένδετες, “πολυπλεγμένες” μέσα σε ένα κοινό νευρωνικό δίκτυο.
Ο χρόνος γίνεται αισθητός, φαίνεται και ακούγεται, ωστόσο δεν υπάρχουν συγκεκριμένοι αισθητηριακοί υποδοχείς που να είναι αφιερωμένοι στην αντίληψη του χρόνου, σε αντίθεση με εκείνους για την αφή, την όραση, την ακοή και την όσφρηση. Το γεγονός αυτό έχει από καιρό βασανίσει τους νευροεπιστήμονες με την πιθανότητα ότι η αντίληψη του χρόνου μπορεί να “στηρίζεται” σε πραγματικές αισθητηριακές λειτουργίες. Η νέα έρευνα αποδεικνύει στην πραγματικότητα ότι η αντίληψη του χρόνου που ενσωματώνεται σε μια απτική εμπειρία έχει τις ρίζες της στη διπλή λειτουργικότητα του σωματοαισθητικού φλοιού.
Ο καθηγητής Mathew Diamond και η ερευνητική ομάδα του SISSA δημοσίευσαν πρόσφατα τα ευρήματά τους στο Nature Communications, ρίχνοντας φως στη περίπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ της αίσθησης της αφής και της αίσθησης του χρόνου.
Καθώς επεξεργαζόμαστε τα ερεθίσματα που λαμβάνουμε μέσω του δέρματος, οι νευρώνες του σωματοαισθητικού φλοιού αναπαριστούν ισχυρά τα λεπτομερή χαρακτηριστικά των ερεθισμάτων, με αποκορύφωμα την υποκειμενική εμπειρία της αφής. Ωστόσο, ήταν το ερέθισμα σύντομο ή εκτεταμένο χρονικά; Πώς προκύπτει η αντίληψη του χρόνου που έχει παρέλθει; Τα αποτελέσματα της ερευνητικής ομάδας δείχνουν πώς ο σωματοαισθητικός φλοιός συμβάλλει στην αντίληψη του χρόνου.
Χρησιμοποιώντας την οπτογενετική, μια τεχνική που επιτρέπει τη διαμόρφωση της νευρωνικής δραστηριότητας μέσω της εφαρμογής φωτός στον φλοιό, η μελέτη διαπίστωσε μια σύνδεση μεταξύ δύο φαινομενικά διαφορετικών εμπειριών – το “τι” και το “πόσο” ενός ερεθίσματος. Σε αρουραίους που εκπαιδεύτηκαν να αξιολογούν την ένταση της δόνησης αγνοώντας τη διάρκεια, η οπτογενετική παρέμβαση επηρέασε την αντιλαμβανόμενη ένταση
Αντίθετα, σε ζώα που εκπαιδεύτηκαν να αξιολογούν τη διάρκεια της δόνησης αγνοώντας την ένταση, η οπτογενετική παρέμβαση επηρέασε την αντιληπτή διάρκεια. Τα ευρήματα αυτά όχι μόνο επιβεβαιώνουν την αναμενόμενη λειτουργία του σωματοαισθητικού φλοιού στην κατασκευή της απτικής αίσθησης, αλλά υποστηρίζουν επίσης την άποψη ότι η αντίληψη του χρόνου έχει τις ρίζες της σε ένα εκτεταμένο δίκτυο εγκεφαλικών περιοχών με ποικίλες λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένης της αφής. Αυτή η έρευνα θέτει τα θεμέλια για μελλοντικές μελέτες που θα διερευνούν τη σύνθετη σχέση μεταξύ των αισθητηριακών εμπειριών και της αντίληψης του χρόνου.
Ένα ευρέως διαδεδομένο δίκτυο για την αντίληψη του χρόνου
“Οι νευρωνικοί μηχανισμοί που διέπουν την αντίληψη της διάρκειας των αισθητηριακών γεγονότων δεν είναι ακόμη πλήρως γνωστοί”, εξηγεί ο καθηγητής Mathew Diamond, συντονιστής της έρευνας. “Πιστεύεται ότι, αντί να βασίζεται σε ένα μόνο ειδικό εγκεφαλικό κέντρο, η αντίληψη του χρόνου εκπορεύεται από δίκτυα νευρώνων που κατανέμονται σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου. Τα ευρήματα της μελέτης καταδεικνύουν ότι το στάδιο της αισθητηριακής επεξεργασίας του φλοιού είναι ένα συστατικό του δικτύου. Αυτό σημαίνει ότι ένας πληθυσμός νευρώνων του φλοιού μπορεί να προκαλέσει δύο διαφορετικές αισθητηριακές εμπειρίες, τονίζοντας τη διασυνδεδεμένη φύση της αντίληψης του χρόνου και της αφής”.
Μια μελέτη που αξιοποιεί την οπτογενετική
Προηγούμενες εργασίες της ερευνητικής ομάδας SISSA έκαναν λόγο για την ολοκλήρωση και τη συσσώρευση των ερεθισμάτων στην οδό αισθητηριακής επεξεργασίας ως πιθανό μηχανισμό που διέπει την αντίληψη του χρόνου. Τώρα, χρησιμοποιήθηκαν οπτογενετικές τεχνικές για να ελεγχθεί άμεσα αυτή η υπόθεση, επιτρέποντας τη χειραγώγηση της δραστηριότητας των νευρώνων σε μια συγκεκριμένη θέση-στόχο. Ο Diamond εξηγεί: “Εάν υπάρχει συμπεριφορική επίδραση της οπτογενετικής παρέμβασης, η μόνη εξήγηση είναι ότι οι νευρώνες-στόχοι εμπλέκονται με κάποιο τρόπο. Η στόχευση παρόμοιων συνόλων νευρώνων στις δύο ομάδες αρουραίων παρήγαγε δύο διαφορετικά αποτελέσματα στη συμπεριφορά τους. Η αύξηση της νευρωνικής πυροδότησης με οπτογενετική αύξησε την αντιλαμβανόμενη διάρκεια στους αρουραίους “διάρκειας” και αύξησε την αντιλαμβανόμενη ένταση στους αρουραίους “έντασης”. Δεδομένου ότι και οι δύο αντιλήψεις περιλαμβάνουν ένα επικαλυπτόμενο σύνολο νευρώνων, περιγράφουμε τα δύο σήματα ως “πολυπλεγμένα” στον σωματοαισθητικό φλοιό. Ως τελικό βήμα, κατασκευάσαμε ένα μαθηματικό μοντέλο που πηγαίνει από τη φυσιολογία των νευρώνων του φλοιού στην τελική αντίληψη. Το μοντέλο υποδεικνύει πιθανούς κυτταρικούς μηχανισμούς για την οικοδόμηση περίτεχνων αντιλήψεων από τη νευρωνική πυροδότηση”.
Μια μελέτη που αξιοποιεί την οπτογενετική
Η χορογραφία δύο αντιλήψεων
Η μελέτη καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η αντίληψη του χρόνου είναι άρρηκτα συνυφασμένη με την αφή, αναδυόμενη στο πλαίσιο της απτικής αισθητηριακής αναπαράστασης. Αυτή η διαπίστωση ανοίγει την πόρτα για τη διερεύνηση της εμπειρίας του χρόνου μέσα από το φακό της αισθητηριακής κωδικοποίησης, προσφέροντας νέους δρόμους για την κατανόηση της πολύπλοκης σχέσης μεταξύ της αντίληψης του εξωτερικού κόσμου και της αντίληψης του χρόνου.