Why is time so variable? | Joe Paton | TEDxISTAlameda

[Applausi]
[Musica]
Ringrazia gli organizzatori per avermi invitato a
prendere parte oggi è stato davvero
giornata stimolante di idee e spettacoli
e spero di poter mantenere il tuo focus per il
l’ultimo pezzettino di tempo che abbiamo
qui e il tempo è davvero ampio e
soggetto affascinante che tocca molto
di diversi settori fisici e
i filosofi hanno teorizzato su che ora
è il tempo è una coordinata è una misura
di durata è il sempre esistente
entropia nell’universo neuroscienziato
e gli psicologi cercano di capire come
noi percepiamo il tempo
bene più in generale come fa il cervello
il mio nome è Joe Patton e lo sono
un neuroscienziato in palestra probabilmente di più
ricerca qui a Lisbona e ho ottenuto
interessato al tempo per un particolare
ragione e questo è quello che io
alla fine voglio capire è come il
il cervello produce qualcosa che chiamiamo
comportamento adattivo come facciamo noi e gli altri
animali imparano attraverso l’esperienza di
comportarsi in modi che sono buoni per noi e
si scopre che il tempo avrà un ruolo in questo
capacità e per dare un senso di che
Voglio iniziare con un’analogia visiva se
guardi questa immagine è una scena
giusto succede che sia di Nativo
Americani che stanno cercando cervi nostri
capacità di percepire la scena e
descriverlo naturalmente dipende la
particolare struttura di luminanza e se
questo era un colore dell’immagine colorata e
spazio se dovessimo rimuoverlo
struttura per esempio mescolando la posizione
di tutti i pixel in questa immagine di
Certo che sarebbe impossibile dirlo
ciò che questa è un’immagine di ora anche se
dovevamo rimuovere l’influenza del tempo
sulla nostra esperienza potremmo avere un
pasticcio inintelligibile per
Ad esempio tutte le nostre esperienze potrebbero essere
compresso in un momento giusto quale
si riflette in questa famosa citazione è
spesso attribuito al fisico John
wheeler ma quello che ha effettivamente letto sul
muro di un bagno da qualche parte che dice
quel tempo è il modo in cui la natura è da mantenere
tutto da accadere subito ma
in realtà penso al tempo un po ‘
diversamente perché evento
avere ordine hanno una direzione e
c’è una certa fluidità nel loro modo di
evolvi proprio così se dovessimo rimuovere
tempo dalla nostra esperienza lo immagino
gli eventi sarebbero confusi senza legami
dai momenti circostanti tipo di
come mischiare le cornici di un film
ciò costituisce la tua intera vita ora
immagina di provare a prenderlo e usarlo
per conoscere le conseguenze del tuo
azioni per imparare come comportarsi
in modo adattivo è impossibile che siamo di più
in pratica immagina di essere un bambino
sai quando entri in questo mondo
sei una tabula rasa una tabula rasa e
devi imparare in gran parte a fare il
relazioni tra eventi e tempo
come capire davvero capire
tutto ciò che riguarda il mondo oltre a
comportarsi in modo adattativo abbiamo bisogno di avere un
senso di in quale momento di agire così tempo
è davvero fondamentale in quello che è
fornisce l’ordine strutturato al nostro
esperienza di cui abbiamo bisogno per
capire il mondo e fare
previsioni e anche perché ne abbiamo bisogno
comportarsi al momento giusto così quando io
Stavo organizzando il mio gruppo di ricerca ero io
era super eccitato perché mi sentivo come me
aveva identificato questo problema uno di questi
problemi che il mio laboratorio si sarebbe concentrato su come
fa l’affare cervello con il tempo che è stato
super importante per capire come noi
e altri animali imparano a interagire con
il loro ambiente e pochissime persone
lo stavamo studiando non molto conosciuto
su di esso e così ho pensato che ho grande
sicurezza della sicurezza del lavoro per i prossimi pochi
decenni ma ho continuato a correre contro
questo tipo di realtà scomoda e
questo è che siamo piuttosto terribili a
roba di temporizzazione mostra un orologio questo
capita di essere un orologio fatto da un
di due anni
e il giorno del padre, ma il fatto che
l’umanità ha creato questa macchina e tutto
i suoi predecessori clessidre clessidre
orologi ad acqua astrolabi e tutto il
diversi modi che abbiamo imparato
abbiamo inventato le macchine per dire che il tempo è
la prova dell’esistenza che il nostro innato
il senso del tempo non è molto affidabile se si
non avremmo avuto bisogno di orologi per dircelo
che ora è
così tempo puoi sapere di essere ancora loro
può volare può scomparire in base a a
numero di diversi fattori, ad esempio
Io vado a mostrarvi due video clip
va bene una griglia colorata che lampeggia e io voglio
di guardare dritto al centro di
i video clip e voglio che tu lo dica
me quale è durato più a lungo e no
i cheat non contano non guardano i tuoi
guardare o qualcosa di simile
dammi solo la tua impressione viscerale okay
qui andiamo
quello fu il primo
ora è un secondo ok così tutti quelli che
pensato che il primo clip è durato
più a lungo alzi la mano e tutti
pensavo che il secondo pensiero fosse durato
più a lungo alzi la mano
fantastico che ha funzionato perfettamente bene così
la stragrande maggioranza di voi ha pensato che
la prima clip è durata più a lungo, ma in effetti
sono identici nella durata e questo è
perché in molti studi hanno dimostrato
questa è la velocità con cui gli stimoli sensoriali
il cambiamento può alterare la tua percezione del tempo
va bene e qui sto mostrando i dati da uno
di questi studi quindi qual è tracciata lungo
l’ asse verticale qui è il relativo
durata stimata di uno stimolo che
ha dinamiche sta cambiando è
tremolante come quelli di prima
e lungo l’ asse orizzontale è il
la velocità di quel cambiamento è la velocità
lo sfarfallio dello stimolo e quello che puoi vedere
è che lo stimolo cambia più velocemente e
le persone più veloci mostrano una tendenza a
la durata sovrastima va bene così sensoriale
il cambiamento è un fattore che può influenzare
la tua percezione del tempo ma ci sono
altri e quello che voglio suggerirti
oggi questa è una sorta di idea centrale
è che questa variabilità nel nostro innato
il cronometraggio non è una mancanza
non è un problema che l’ evoluzione non ha
andato in giro a fissare ancora, ma piuttosto
è una funzione che alla fine serve
i nostri migliori interessi
e penso che lo dirà quando noi
Guardiamo nel cervello troviamo che quelli
stessi sistemi cerebrali che sembrano essere
critico per guidare il comportamento adattivo
sembra anche essere responsabile per
variabilità nella percezione del tempo e il
sistema del cervello passerò molto tempo
concentrarsi su oggi è quello della dopamina
neuroni nel mesencefalo, quindi eccomi qui
mostrando un lato o una vista sagittale del
cervello umano con una spalla laterale e
i neuroni della dopamina mi concentrerò su oggi
si trovano nel mesencefalo nella loro cella
corpi qui e questa parte ramificata
qui rappresenta le proiezioni o il
Assoni in cui i segnali che queste cellule
stanno portando sono proiettati a e
questi neuroni usano a
neurotrasmettitore rilasciano a
neurotrasmettitore neuromodulatore dopamina
che altera il modo in cui i neuroni riceventi
rispondere ad altri input e può farlo
nel momento attuale o può alterare
modi più permanenti la forza del
connessioni tra neuroni okay
qualcosa che chiamiamo plasticità sinaptica
e ora è davvero interessante quando tu
considera il modo in cui questi neuroni possono essere gentili
di cambiamento o insegnare la forza di
connessioni tra i neuroni quando tu
considera che queste cellule portano davvero
segnale istruttivo davvero utile loro
sembra insegnare al cervello a scegliere quelli
comportamenti che si tradurranno in
ricompensa e agiscono in modo simile a a
insegnante che ti dice solo se lo sei
sorpreso sorpreso se le cose
sono migliori o peggiori del previsto ora
perché è un insegnante basato sulla sorpresa
utile bene se ci pensate se
sei sorpreso da alcuni particolari
risultato che è un’indicazione che tu
dovrebbe aggiornare le tue aspettative
dovrebbe imparare qualcosa così la prossima volta
incontri quella situazione sei meno
sorpresi bene questi aggiornati
aspettative circa la qualità del
la situazione attuale può essere utilizzata come guida
il tuo comportamento verso quelle situazioni
di altissima qualità va bene, ma perché io sono
raccontandoti tutto questo sulla dopamina
neuroni e apprendimento e premi I
pensavo che questo fosse un discorso sul tempo buono
uno dei motivi è che questi neuroni
progetto molto molto densamente per un altro
parte del cervello chiamato lo striato
che puoi vedere qui in rosa che il
lavoro di molti laboratori tra cui il mio è
mostrato per essere critico per
tenere il tempo quindi se possiamo abbattere il
luci un po ‘ questo sarebbe un
un po ‘più chiaro ma lo sto mostrando
sei una fetta ora attraverso un cervello di topo
quello che abbiamo fatto è stato etichettato
neuroni dopaminergici su un lato del
cervello in cui la proteina che fluoresce
è rosso e quello che stai effettivamente guardando
qui ci sono i terminali degli assoni
proiezioni di queste cellule nervose
e praticamente tutto quello che stai vedendo
qui in rosso c’è questa area del cervello
striato in modo da poter vedere quanto densamente
questi neuroni proiettano in quest’area come
contrario ad altre aree in cui lo fanno
progetti come questi qui e ora
la plasticità sinaptica ricorda quelli
cambiamenti di forza nelle connessioni
tra i neuroni in questa particolare area
è pensato per essere importante per la modellazione
le azioni che prendiamo in una determinata situazione
e se tu guardassi l’ attività
di singoli neuroni in questa area durante
comportamento si potrebbe vedere qualcosa di simile
il seguente così qui sto visualizzando
dati reali ogni cerchio qui rappresenta un
neurone individuale in questa area del cervello
striato e la luminosità del rosso
il colore indica come elettricamente attivo
quella cella è e se guardi il
l’attività di queste cellule che vedi c’è
una diversità di risposta va bene in questo
la diversità può effettivamente essere usata per leggere
fuori il passare del tempo e questo diventa
più chiaro se riordiniamo solo le celle
da quando sono attivi se lo fai
vedi questo tipo di ondata di attività
che si muove sopra la popolazione e solo
come se le lancette di un orologio si muovessero
la sua faccia
così fa questa ondata di attività di tutti
questa popolazione di neuroni va bene così tu
qui puoi leggere il tempo da queste celle
ma qual è la prova che il cervello
in realtà sta facendo così bene per arrivare
che devi chiedere all’animale questo
capita di essere un topo dove abbiamo registrato
questa attività sul suo senso del tempo se
stavamo lavorando con una persona che potevamo
Chiedi loro di descrivere le loro sensazioni
usando il linguaggio ma noi come società non lo facciamo
piace inserire elettrodi o altro
dispositivi nel cervello umano a meno che noi
assolutamente necessario si potrebbe colpire un sangue
nave o potresti causare un’infezione
tuttavia siamo un po ‘ più tolleranti
facendo questo in un organismo modello animale
come un topo
ma come chiedi a un topo del suo tempo
la percezione è un modo per farlo
addestrarli a rendere un giudizio okay era
l’intervallo che hai appena vissuto più a lungo
o più breve di uno e mezzo secondi
e li alleni fino a quando non sono veramente
veramente bravo a questo giudizio e
qui sto mostrando i dati comportamentali da a
ratto che è stato addestrato a fare questo
siamo su quello che sto tramando sul
l’ asse verticale qui è la probabilità
che loro categorizzano un intervallo come
a lungo lo giudicano più lungo di
un secondo e mezzo contro il
diversi intervalli che vi presentiamo
loro e quello che puoi vedere è questo per
questi intervalli vicini
un secondo e mezzo il difficile
quelle le loro scelte sono variabili
a volte lo giudicheranno
l’intervallo è più lungo di un anno e mezzo
secondi e a volte stanno andando a
giudicarlo come più breve e pensiamo che
la maggior parte di questa variabilità nella loro
i giudizi sono in realtà dovuti alla variabilità
nel loro senso del tempo, quindi possiamo
confronta i giudizi che gli animali fanno
alle osservazioni o alle manipolazioni
di attività neurale che facciamo nel
in laboratorio per provare e
identificare i segnali neurali candidati per
tempismo quindi la prima prova
che quelle ondate di attività che ho mostrato
sei effettivamente coinvolto nel mantenere
il tempo è che se si inietta un farmaco in
lo striato che solo perturba l’attività
un po ‘non rovina il
il comportamento degli animali molto molto tempo
che stanno eseguendo questa operazione ottengono
peggio quindi qui sto mostrando in dati arancioni
raccolti nei giorni in cui abbiamo iniettato questo
droga nello striato ok e in verde
Sto mostrando i dati in giorni alterni
giorni in cui abbiamo appena iniettato soluzione salina o
acqua salata così puoi vedere solo facendo scherzi
l’attività un po ‘in quest’area
si produce una diminuzione del mercato nel
sensibilità dei giudizi sugli animali al tempo
ma che dire di questi modi di attività se
l’ animale sta effettivamente guardando dove
quell’onda è e usandola per raccontare molto
il tempo è passato se quell’onda va a
un po ‘più veloce dovrebbero pensare che il tempo sia
passando più veloce e se quell’onda sta andando
più lentamente dovrebbero pensarlo quella volta
sta passando più lentamente e in effetti se noi
registrare da popolazioni di neuroni
durante questo compito vediamo qualcosa di molto
simile quindi quando quell’onda va di più
rapidamente come puoi vedere in questa curva rossa
gli animali mostrano un sistema a
tendenza a giudicare gli intervalli come
lungo in particolare per quegli intervalli
che sono vicino al confine della decisione e
il contrario è vero quando quell’onda
progredisce più lentamente okay così hai
questo orologio è variabile a volte
va più veloce a volte diventa più lento e
quello predice i giudizi che gli animali
stanno andando a fare, ma ciò che è responsabile
per quella variabilità nella velocità di clock e
è qui che torniamo alla dopamina
quindi se guardi attraverso il psicologico
letteratura e tu provi a trovare
situazioni in cui il tuo cronometraggio
sembra essere modificata sistematicamente
il giusto quello che sto mostrando i nostri casi
dove il tempo sembra trascinare e questo può
ottenere confusione perché questo è un po ‘
simile ad avere un orologio interno veloce
pensa che sia passato più tempo e
in realtà ha e queste sono cose simili
paura ansia noia e dolore e sul
ho intenzione di mostrare casi in cui il tempo
sembra volare e ancora questo è simile a
avendo un orologio interno lento, pensi
che l’ ultima volta è passata e in realtà
succede e queste sono cose come la tua
motivazione ad avvicinarsi o impegnarsi con
la situazione piacere carico attoriale
e la novità ora è interessante
questi casi qui a sinistra sono
associato a diminuzione della dopamina
segnalazione e la maggior parte di queste situazioni
qui a destra sono associati con
aumento della segnalazione di dopamina in aggiunta
condizioni in cui drogare il dopaminergico
il sistema è danneggiato come il Parkinson
malattia persone con malattia di Parkinson
visualizzare tipi di deficit temporali peculiari
quindi c’è molto tipo di indiretto
evidenza che i neuroni della dopamina possono essere
esercitando un qualche tipo di controllo sul tuo
percezione del tempo ma come facciamo noi
testare direttamente questa idea così recentemente
bassam Matala e sofia swat sono nel
il laboratorio ha ideato e realizzato una serie
di esperimenti per testare direttamente se
i neuroni della dopamina possono controllare il tuo tempo
percezione o almeno il tempo
percezione dei topi, quindi quello che hanno fatto è stato
prima hanno addestrato i topi per eseguire questo
il giudizio era l’ intervallo più breve
di un secondo e mezzo che tu
appena sperimentato
ricorda i dati che ho tracciato prima di quale
sta mostrando la probabilità che un
l’animale fa un lungo giudizio come a
funzione dei diversi intervalli
perché sarebbe importante e
questo è quello che hanno fatto è stato misurato
l’attività dei neuroni della dopamina usando
una tecnica ottica in cui abbiamo progettato
i neuroni della dopamina si accendono quando loro
erano attivi questo ci ha dato un veloce e
misura continua dell’attività di
queste cellule che potremmo quindi confrontare
ai giudizi che gli animali erano
facendo da prova di infanzia e cosa
loro osservarono colpire quando loro
quando l’ attività di questi neuroni era
più in alto come puoi vedere in questa curva blu
gli orologi degli animali sembravano rallentare
erano più inclini a sottovalutare
durata e il contrario era vero quando
queste cellule erano meno attive che erano
più probabilità di sopravvalutare la durata se
come se il loro orologio si fosse accelerato così bene
c’era questa correlazione tra il
attività di questi neuroni e il
modellare i giudizi sul tempo
gli animali stavano facendo ma, naturalmente
la correlazione non implica causalità così
il prossimo hanno fatto un ulteriore passo avanti e
hanno applicato una tecnica da a
campo relativamente nuovo chiamato optogenetica
il nome del nome dovrebbe avere un senso
in un attimo
per manipolare transitoriamente il
attività di queste cellule durante questo
comportamento quindi cosa è l’optogenetica nel nostro
gli occhi si hanno le proteine che accoppiate
molecole fotosensibili se queste
le molecole osservano un fotone che cambiano
forma e questo dà il via a una serie di
passi che alla fine si traducono in a
messaggio inviato al tuo cervello e
è così che vediamo, ma questo processo è
tipo di complicato comporta varie
diverse proteine ​​e geni e nel
fine degli anni ’90 nei primi anni 2000 persone
si stavano chiedendo se potessero tipo di
sfruttare quell’idea generale da fare
i neuroni sono controllabili con la luce e cosa
queste persone hanno fatto è identificato
un altro tipo simile di proteina che è
espresso dalle alghe che in realtà è
sensibile alla luce ma si accoppia direttamente
a un canale ionico che lo rende più facile
tipo di espressione potenzialmente nei neuroni
e sono riusciti a esprimere queste cose
nei neuroni rendendoli controllabili
con la luce e questo ha comportato a
vera rivoluzione nelle neuroscienze perché
che ci permette di andare al di là
solo identificando le correlazioni tra
segnali che abbiamo osservato nel cervello e
in particolare havior x ‘erano interessati
in o particolari funzioni cerebrali e
effettivamente iniettare segnali in
particolari cellule geneticamente mirate
durante il comportamento e quindi ecco cosa
questo è quello che hanno fatto questi ragazzi nella loro
esperimenti hanno indotto la dopamina
i neuroni per esprimere questi sensibili alla luce
opsins e poi hanno inserito un po ‘
fibra di vetro proprio sopra la dopamina
neuroni e poi a caso in tutto
queste sessioni comportamentali lo farebbero
illuminare queste cellule a entrambi
attivare o inibire la loro attività e
quello che hanno trovato era davvero quando loro
Erano i neuroni dopaminergici attivati
capace di animali apparentemente lenti
cronometraggio coerente con il
osservazioni che avevano fatto nel
precedente esperimento e al contrario quando
hanno inibito questi neuroni entrambi però
l’effetto era un po ‘più modesto
hanno causato l’apparenza all’animale
accelerare il suo cronometraggio hanno mostrato a
tendenza a sopravvalutare la durata così
l’attivazione dei neuroni dopaminici rallenta e
l’inibizione sembra accelerare il cronometraggio
e quindi voglio fare un passo indietro e chiedere a
domanda più generale che è
perché perché dovrebbe questo sistema cervello?
sembra così importante per insegnarci come
agire per ottenere anche dei premi
in grado di influenzare il nostro senso del tempo e
questo è il punto cruciale del punto e
questo è un grande componente del tuo
senso del tempo è in realtà come
vale la pena la tua attuale linea d’ azione
va bene la qualità della corrente
il momento distorce il tuo senso
tempo per tenerti alla ricerca di
quelle situazioni che sono migliori di
previsto o per farti disimpegnare
e potenzialmente passare ad alcuni
situazione più gratificante se le cose sono
meno del previsto e ce ne sono molti
di situazioni come questa nella vita giusta
la vita è sequenziale
siamo sempre posti alla domanda
dovrei continuare a fare quello che sto facendo ora
o dovrei cambiare e fare qualcosa che
potrebbe potenzialmente essere una presa più gratificante
per esempio sei al primo appuntamento è
andando orribilmente
stai pensando a tutti gli altri
cose che ci si preferisce fare è ogni
interminabile secondo è strisciante da così
salti il ​​dessert, te ne vai presto e
vai prima a pascoli più verdi
immaginiamo un altro scenario le date
andando davvero bene
sei completamente concentrato sulla corrente
momento e prima che tu lo sai che hai
ci sono stato per ore e ore notte e
allora il Sole sorge e durante questo
per tutto il tempo con cui crei questo legame profondo
questa persona che potrebbe formare il
base di un fedele fedele per tutta la vita
relazione e tutti i suoi associati
benefici quindi la prossima volta che ne noti uno
discrepanza tra il tuo orologio interno e
l’orologio che stai indossando o il
orologio sul tuo cellulare
pensa a quei neuroni della dopamina in
il tuo mesencefalo e come potrebbero essere
accelerare o rallentare quelle onde
dell’attività neurale nello striato
spingendo la tua percezione del tempo e
tutto il lavoro che l’evoluzione ha
andato a tenerti alla ricerca di cose
questo è un bene per te
grazie
tu
tu