大腦如何跟踪時間是必不可少的，以了解其所有的功能

大腦是一個“時間機器”，斷言杜克大學的神經學家Catalin Buhusi和Warren Meck。了解大腦的跟踪時間是至關重要的，以了解其所有的功能。他們說，大腦的內部時鐘，協調溝通，策劃的運動，讓食物的活動繁多。

在審查2005年10月的文章自然神經科學評論 ，Buhusi和Meck討論大腦的最重要的，神秘的，鐘錶的 ​​認識目前的狀態-一個秒的時間間隔分鐘的範圍內。這種間隔定時佔用其他兩個時鐘之間的中間神經系統地面 - 生物鐘，超過 24小時的明暗週期運作，以及毫秒級的時鐘，電機控制和語音生成和識別等功能的關鍵。 Meck是一位教授，Buhusi是在心理和腦科學系助理研究教授。

間隔時間是更廣泛的協調任務，如散步，操縱對象，進行交談和環境中的跟踪對象，他們說。

“為我們了解事件的時間順序，間隔時間是必要的，例如在進行交談時，說：”Meck。 “要了解講話，我不僅要處理毫秒參與語音發病時間的間隔，但也元音和輔音的時間。此外，回應，我需要過程的講話起搏，整理我的思緒連貫和至及時回應你，這是所有的時間間隔的時間，而實際上卻很難找到任何複雜的行為過程，時機並不參與“

破譯這種時鐘的神經機制可能是更根本的，例如，比搞清楚理解大腦，空間位置和運動神經的處理，他們說。

說 Buhusi，“我會認為當時是更多的不是空間的根本，因為一個能接近人的眼睛，並重溫回憶，回到時間;。或前瞻性走在時間上向前來預測沒有實際上改變在空間您的位置的東西，”

Buhusi和Meck，說：“了解間隔計時機械是深入困難，因為它是”amodal。也就是說，間隔時鐘是任何意義上的獨立 - 觸覺，視覺，聽覺，味覺或氣味。因此，它不能被局限在一個獨立的大腦區域，如可以的生物鐘，從視覺系統的明確輸入和輸出，控制生理激素循環釋放。

“所以，這個過程已經被分配，因此它可以整合從所有的感官信息，說：”Meck。 “但更重要的的，因為它是學習和記憶有關，你可能會說，時間不是直接感知，但我們相回憶以前的工期時間歧視。這種功能的間隔時間更難以捉摸的機械，並有些人甚至質疑這種內部時鐘的存在。“

在20世紀 80年代Meck和他的同事們，在布朗和哥倫比亞大學提出什麼成為解釋間隔定時的傳統理論，涉及的“起搏器累加器”模式。該模型認為，在大腦的某處潛伏著一個獨立的生物心臟起搏器，定期發出神經定時脈衝或“滴答”。然而，最近Meck和他的同事們，在杜克大學的研究導致“紋狀體拍頻”間隔計時涉及振盪的神經活動模式的“巧合檢測”的模式發展。紋狀體是一個稱為基底節，控制基本的身體功能，如運動的大腦結構的一部分。

在此模型中，解釋 Buhusi，每個大腦中的結構有助於其自身的共鳴，和所有這些振盪是監測和的基底神經節或紋狀體電路集成。就像一個導體誰聽的樂團，個別音樂家組成然後，擊敗他的指揮棒，指揮樂團同步，使聽眾聽到的協調的聲音。“

因此，在本質上，整個大腦是一個複雜的時間間隔定時機，忙於自己的神經任務的個別結構，產生共振，整合成為神經時鐘的刻度。

Meck，Buhusi，和他們的發條同事使用的是實驗技術的陣列，以嘗試找出這個“指揮棒”時序信號和完善的理論。這些措施包括研究利用轉基因小鼠，藥理工具，電氣大腦信號記錄在腦細胞和大腦功能磁共振成像合奏。

例如，他們正在研究如何在時鐘的滴答作響的帕金森氏症患者的變化，因為他們改變他們的藥物，影響他們的大腦多巴胺量的水平。多巴胺作為一種關鍵的信號分子在神經元的計時機械電路有牽連。

“帕金森氏症患者在服藥時，他們的時間相當正常，”說 Meck。 “但是，作為他們的藥物消失，我們可以看到他們的時鐘慢下來，記錄他們的大腦信號。”

他們的研究Meck說，“我們要解決兩方面的挑戰之一就是找到這個內部時鐘背後的分子過程，而第二個挑戰是建立與不變，並行輸入計時過程是如何工作的更加逼真的模型，整個大腦。“在這些研究中，研究人員面臨著艱鉅的過程中，要監控整個大腦的神經活動的複雜紛飛，Meck說。

“，在大腦中只有一個地方尋找的時間間隔時鐘的盲人一樣的感覺只是大象的腳趾，並試圖描述它是如何工作的，”他說。 “雖然我們對我們的成功感到非常興奮到目前為止，我們要對我們的能力適度，我們只是一個動人的這頭大象是時間的一部分瞎子。

“我們新的審查文件，據我們所知，是第一次嘗試整合不同領域和層次的分析，有助於理解的時機和時間的感知，有助於推動這一令人興奮的領域。”

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