ساختارهای مغز درگیر در درک زمان

‏ادراک زمان شامل تشخیص توالی رویدادها در مکان یا مدت زمان، ایجاد حس گذشته، حال و آینده است. مغز ما اطلاعات اندام‌های حسی‌مان را پردازش می‌کند - مانند بینایی، شنوایی، لامسه، بویایی و چشایی - برای ایجاد تجربیات معنادار با گذشت زمان. در انسان، دو جنبه اساسی پردازش زمانی شامل زمان بندی (به عنوان مثال، دانستن اینکه چقدر طول می کشد تا اتفاقی بیفتد) و ساعت (پیگیری گذر زمان) است.

‏1. توانایی زمان‌بندی به ما امکان می‌دهد تا زمان وقوع اقدامات را بر اساس مدت زمان مورد انتظارشان پیش‌بینی کنیم. این می تواند به ما در پیش بینی پدیده های طبیعی مانند فصول، رفتارهای حیوانات یا روال های انسانی کمک کند. به عنوان مثال، بیشتر پرندگان در زمان‌های خاصی مهاجرت می‌کنند، زیرا ساعت‌های بیولوژیکی داخلی آنها را به سمت مکان‌های تغذیه بهینه هدایت می‌کند.

‏2. Clocking به حفظ آگاهی از زمان سپری شده با استفاده از نشانه های مختلف ارائه شده توسط محرک های محیطی اشاره دارد. انسان ها اساساً به سیگنال های بصری به نام صداهای تیک تیک که توسط ضربان قلب ریتمیک بدن ما و سایر فرآیندهای فیزیولوژیکی داخلی تولید می شوند، متکی هستند. این نشانه‌های شنیداری به ما امکان می‌دهد تخمین بزنیم که آیا به یک ضرب الاجل نزدیک می‌شویم، برای خواب آماده می‌شویم یا صرفاً فعالیت‌های روزانه را پیگیری می‌کنیم.

‏درک زمان فرآیندی است که از طریق آن مغز ما رخدادهای متوالی رویدادها را در ابعاد مختلف، از جمله روابط فضایی بین اشیاء و تغییرات در شرایط خارجی تفسیر می‌کند. مؤلفه های کلیدی ادراک زمان شامل شناخت الگوهای ورودی حسی مربوط به جریان تجربه و درک سازماندهی رویدادها در واحدهای منسجم به نام «لحظه ها» است. برخی از کارکردهای اساسی ادراک زمان شامل شکل‌گیری حافظه، یادگیری، پیش‌بینی، تصمیم‌گیری، رفتار اجتماعی و ارتباط بین اعضای گروه‌ها است.

‏1. تشخیص فواصل و نرخ ها: ما بین مدت زمان های مختلف تمایز قائل می شویم و سرعت های مرتبط با حرکات، امواج صوتی، پالس های نور و تصاویر ایجاد شده ذهنی را ارزیابی می کنیم. با مقایسه این مقادیر نسبی، می‌توانیم مفهوم زمان‌بندی بازه (تفاوت در طول بین دو لحظه) و درک نرخ (فرکانس یا سرعت رویدادهای تکرار شونده) را درک کنیم.

‏

‏2. تداوم زمانی: همانطور که تجربیات ما در طول زمان آشکار می شوند، ما بازنمایی های ذهنی پیوسته ای را شکل می دهیم که نمونه های متمایز را به هم مرتبط می کند. درک تداوم زمانی به ما کمک می کند تا بین رویدادهای به ظاهر نامرتبط ارتباط برقرار کنیم و در افکار و باورهای خود در مورد علت و معلول ثبات داشته باشیم.

‏3. رمزگذاری و بازیابی حافظه: خاطرات انسانی به عنوان ابزاری حیاتی برای سازماندهی و بازیابی تجارب گذشته عمل می کند و در نتیجه درک نظم رویداد را تسهیل می کند. حافظه هم شامل یادآوری آگاهانه و هم تشخیص ناخودآگاه سناریوها یا الگوهای آشناست.

‏4. خودآگاهی و دانش زندگی‌نامه‌ای: از طریق روایت‌های شخصی و گزارش‌دهی انعکاسی از خود، بینشی نسبت به زندگی خود به دست می‌آوریم و با رویدادها و لحظات روزمره آشنا می‌شویم. حافظه اتوبیوگرافیک ما را قادر می سازد تا ویژگی های منحصر به فرد خود گذشته خود را شناسایی کنیم، تجربیات زندگی مشترک را بشناسیم و از تجربیات فردی معنا بسازیم.

‏5. تعاملات اجتماعی و آگاهی جمعی: هنگام تعامل با دیگران، ناظران ممکن است روابط علّی را استنباط کنند که شامل اعمالی است که به طور همزمان یا در دوره های متداخل انجام می شود. آنها همچنین الگوهای حرکات بدنی و ژست‌ها را بین طرفین همگام می‌کنند و به توجه مشترک و اقدامات هماهنگ در طول بحث‌های گروهی یا اجرا کمک می‌کنند.

‏6. زمینه های فرهنگی و زمانی: فرهنگ های مختلف دارای چارچوب های متفاوتی برای مفهوم سازی و تفسیر رویدادهای تاریخی و دوره های زمانی هستند. یادگیری و انطباق با این دیدگاه‌های فرهنگی مستلزم درک ساختارهای زمانی، نمادگرایی و موتیف‌هایی است که عمیقاً در هنجارها و عملکردهای جامعه ریشه دوانده است.

‏درک زمان شامل چندین فرآیند چندوجهی است که نه تنها عملکردهای شناختی بلکه سیستم های بیولوژیکی، عوامل محیطی و زمینه های اجتماعی را نیز شامل می شود. این سفر مفصل با به دست آوردن اطلاعات حسی خام درباره گذر زمان از طریق روش های مختلف حسی مانند بینایی، شنوایی، لامسه، چشایی و بویایی آغاز می شود. مراحل بعدی مستلزم پردازش این داده‌های حسی در کنار سیگنال‌های ساعت داخلی، ادغام آن‌ها در مدل‌های زمانی سلسله مراتبی، و تشخیص توالی معنی‌دار رویدادها است. در اصل، درک ماهیت زمان مستلزم پرداختن به سه چالش اصلی است:

‏1. بازنمایی حسی: انسان ها برای سنجش گذر زمان به شدت به محرک های بصری، نشانه های شنیداری و بازخورد حس عمقی از حسگرهای بدن متکی هستند. این ورودی‌های حسی به‌صورت محلی در هر ناحیه از مغز که مسئول بینایی، شنیدن، لمس و حس عمقی است، قبل از ادغام در سطح جهانی برای ایجاد حسی جامع از فضا و حرکت، پردازش می‌شوند.

‏2. ساعت های داخلی: مغز ما حاوی شبکه های عصبی تخصصی شناخته شده به عنوان مولدهای الگوی مرکزی (CPGs) و فعالیت نوسانی در مناطقی مانند محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال (HPA)، گانگلیون های پایه، تالاموس و قشر جلوی مغز است که همگی نقش های اساسی در حفظ ریتم فعالیت های روزانه این منابع زمانی ذاتی توجه، انگیزه، حالات عاطفی و عملکردهای شناختی مانند تنظیم برانگیختگی، یادگیری و سازگاری را هدایت می کنند.

‏3. درک ساختار زمانی: هنگامی که اطلاعات حسی و سیگنال های ساعت داخلی ایجاد شد، ایجاد یک چارچوب ثابت برای تفسیر نحوه تعامل این عناصر در دوره های طولانی ضروری می شود. محققان فرمالیسم‌های ریاضی، مدل‌های محاسباتی و اصول نظری را برای مقابله با این چالش توسعه داده‌اند، که اغلب مفاهیمی را که از فیزیک، پردازش سیگنال، نظریه کنترل، فلسفه، زبان‌شناسی، علوم شناختی و زیست‌شناسی عصبی مشتق شده‌اند، در بر می‌گیرد. رویکردهای قابل توجه شامل منطق زمانی خطی (LTL) 1، منطق زمانی سیگنال (STL) 2، منطق فازی 3، مدل‌های گرافیکی احتمالی 4، تحلیل سیستم دینامیکی 5 و تکنیک‌های فیلتر بیزی 6 .

‏در طول این مراحل، عوامل متعدد دیگری از جمله تأثیرات محیطی مانند شدت نور، صداهای ملودیک و تغییرات فصلی وارد عمل می شوند. تفاوت های فردی بین افراد، از جمله سن، جنسیت، فرهنگ، تحصیلات، وضعیت سلامت و استعدادهای ژنتیکی؛ و نشانه های زمینه ای که توسط استفاده از زبان، قراردادهای فرهنگی و شرایط موقعیتی ارائه می شود. علاوه بر این، فناوری‌های پیشرفته مانند ردیابی چشم، الکتروانسفالوگرافی (EEG)، مغناطیسی مغزی (MEG)، تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) و تحریک مغناطیسی ترانس کرانیال (TMS)، بینش‌های ارزشمندی را در مورد اساس عصبی ادراک زمانی و نقش ارائه می‌دهند. زمان در شناخت انسان علی رغم پیشرفت قابل توجه، درک زمان به دلیل پیچیدگی سیستم های پویا پیچیده و عدم توافق قطعی در میان دانشمندان در مورد مسائل اساسی مربوط به نقش زمان در تجربه آگاهانه ما، روابط علی، ذهنیت در مقابل عینیت، جبر در مقابل اراده آزاد، چالشی مداوم باقی می ماند. و راه حل های بالقوه برای پارادوکس هایی مانند اثر پروانه و پارادوکس پدربزرگ.

‏برای اصلاح بیشتر درک ما از جنبه‌های زمانی، محققان به کاوش روش‌های جدید، ادغام نظریه‌های متنوع، استفاده از فناوری‌های پیشرفته و همکاری با متخصصان در زمینه‌های مرتبط ادامه می‌دهند. یکی از راه‌های امیدوارکننده، توسعه الگوریتم‌های پیشرفته‌تر برای تشخیص و طبقه‌بندی بلادرنگ امضاهای موقتی ظریف، و همچنین بررسی تأثیر دستگاه‌های فناوری، مانند برنامه‌های موبایل و پلت‌فرم‌های واقعیت مجازی، بر آگاهی و بهره‌وری زمان است. علاوه بر این، کاوش در رابط بین مکانیک کوانتومی و نظریه‌های زمان کلاسیک، امکانات جدیدی را برای دست‌وپنجه نرم کردن با برخی از عمیق‌ترین پرسش‌های پیرامون ماهیت هستی و خود آگاهی ارائه می‌دهد.

‏در این روایت، با تمرکز ویژه بر مکانیسم‌های پردازش اطلاعات که زیربنای استدلال و پیش‌بینی زمانی است، به فرآیندهای ظریف‌تر مربوط به ظرفیت ما برای درک و درک زمان عمیق‌تر می‌پردازیم. برای دستیابی به این هدف، ما با بحث در مورد نقش محوری بازنمودهای حسی، و به دنبال آن عملکرد حیاتی ساعت‌های داخلی و ادغام آن‌ها با ورودی خارجی برای ایجاد یک مفهوم منسجم از موقتی، شروع می‌کنیم. سپس کار پیچیده رمزگشایی الگوها و ساختارهای زمانی را از طریق استنتاج متوالی، با در نظر گرفتن سناریوهای قطعی و تصادفی بررسی می‌کنیم. با حرکت رو به جلو، اهمیت اطلاعات زمینه‌ای و تعامل بین دیدگاه‌های چندگانه را هنگام تلاش برای کشف معمای زمان مورد بحث قرار می‌دهیم. همانطور که چشم انداز خود را گسترش می دهیم، اجتناب ناپذیر بودن عدم قطعیت و تأثیر آن بر توانایی ما برای پیش بینی رویدادهای آینده را تصدیق می کنیم و در عین حال محدودیت های دانش فعلی در این حوزه را نیز تصدیق می کنیم. در نهایت، ما نگاهی اجمالی به مرزهای نوظهور در تحقیقات زمان، با تمرکز بر پیشرفت‌های یادگیری ماشین، هوش مصنوعی و علوم اعصاب ارائه می‌کنیم.فرآیند پردازش اطلاعات زمانی در پایه تجربیات حسی ما آغاز می شود. از طریق آموزش گسترده، انسان مکانیسم‌های بسیار کارآمد و دقیقی را برای ترجمه محرک‌های حسی به قالبی برای عملیات‌های شناختی سطح بالاتر توسعه می‌دهد. صحنه‌های بصری، محرک‌های شنیداری و فرمان‌های حرکتی، همگی نقاط برتری منحصربه‌فردی را برای ارزیابی گذر زمان به ما می‌دهند و بینش‌های انتقادی درباره روابط، حرکات و مدت زمان به ما ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، مشاهده یک ماشین در حال ظهور نشان دهنده خطر قریب الوقوع است، در حالی که گوش دادن به محو شدن تدریجی صداهای محیط تخمین تقریبی از مدت زمان باقی مانده را ارائه می دهد.

‏بر اساس این لایه‌های بنیادی حسی، مغز ما دارای قابلیت‌های خارق‌العاده‌ای برای حفظ یک چارچوب مرجع ثابت درونی در رابطه با فواصل زمانی است. محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال (HPA)، عقده های قاعده ای، تالاموس و قشر جلوی مغز با هم کار می کنند تا الگوهای نوسانی خودپایه ای ایجاد کنند و ما را قادر می سازند لحظات گذشته، حال و آینده را متمایز کنیم. این هماهنگی پیچیده به ما اجازه می دهد تا اقدامات را بر اساس انتظارات زمانی هماهنگ کنیم، توجه را در زمینه های متغیر حفظ کنیم و در پاسخ های رفتاری انطباقی شرکت کنیم .

‏ادغام داده‌های حسی و سیگنال‌های ساعت داخلی توسط مسیرهای عصبی از بالا به پایین با واسطه قشر قدامی، قشر جداری خلفی، کولیکولوس فوقانی، تشکیل شبکه‌ای مغز میانی و مجاری نزولی که مناطقی مانند قشر جلوی پیشانی، تالاموس و عقده‌های پایه را هدف قرار می‌دهند، تسهیل می‌شود. ]. این ارتباطات پیش‌خور برای تعدیل اولویت‌های حسی و تأکید بر محرک‌های مهم یا سرکوب حواس‌پرتی، در نتیجه هدایت تمرکز و کاهش نویز در طول وظایف قضاوت زمانی عمل می‌کنند . به طور همزمان، مدارهای پایین به بالا شامل تحریک موضعی و مهار جهانی، هماهنگ سازی بهینه پاسخ های عصبی را در مناطق مختلف مغز تضمین می کنند که منجر به درک یکپارچه از زمان جریان پیوسته می شود .

‏هنگامی که اطلاعات حسی و سیگنال‌های ساعت داخلی ایجاد شد، رمزگشایی الگوها و ساختارهای زمانی زیربنایی با استفاده از الگوریتم‌های استنتاج متوالی ممکن می‌شود. در هسته بسیاری از این روش‌ها اصولی نهفته است که ریشه در نظریه احتمال، مدل‌سازی آماری و چارچوب‌های تصمیم‌گیری دارد که به ما امکان می‌دهد حالت‌های پنهان را استنتاج کنیم و نتایج آینده را بر اساس شواهد مشاهده‌شده پیش‌بینی کنیم . رویکردهای قطعی ممکن است شامل ساخت نمودارهای انتقال حالت بازگشتی یا استفاده از فیلترهای کالمن و مدل‌های پنهان مارکوف (HMMs) برای استخراج اطلاعات معنادار از خوانش‌های حسگر نویز باشد . مدل‌های تصادفی، مانند شبکه‌های بیزی پویا (DBN) و شبکه‌های عصبی مکرر (RNN)، می‌توانند عدم قطعیت‌ها را ثبت کنند و بی‌نظمی‌ها را در دینامیک زمانی به حساب آورند .

‏اطلاعات متنی نقش مهمی در شکل‌دهی تفسیر ما از زمان و پیش‌بینی‌های هدایت کننده دارد. با استفاده از قدرت نشانه‌های معنایی، تعاملات اجتماعی و سوابق تاریخی، می‌توانیم شباهت‌هایی بین موقعیت‌های آشنا و موقعیت‌هایی که در حال حاضر تحت بررسی هستند ترسیم کنیم. به عنوان مثال، یادآوری تجربیات گذشته که در آن الگوهای مشابه رخ داده است، ما را قادر می‌سازد تا رویدادهای آینده را با دقت بیشتری پیش‌بینی کنیم. به طور مشابه، خواندن کتاب، تماشای فیلم، یا شرکت در بحث‌های گروهی می‌تواند انتقال دانش را تسهیل کند و توانایی ما را برای تشخیص تمایلات زمانی مکرر بهبود بخشد. علاوه بر این، هنجارها و باورهای فرهنگی انتظارات ما را از پدیده های طبیعی شکل می دهند و حساسیت ما را به انواع خاصی از انحرافات در الگوهای زمانی محدود می کنند .

‏در حالی که اطلاعات زمینه ای بدون شک کمک قابل توجهی به درک ما از زمان می کند، اما نوشدارویی محسوب نمی شود. بلکه به عنوان یک تکه از یک پازل بزرگ‌تر عمل می‌کند و نیاز به استراتژی‌های یکپارچه‌ای را برجسته می‌کند که دیدگاه‌های متعدد را ترکیب می‌کند و منابع متنوع شواهد را در نظر می‌گیرد. تکنیک‌های همجوشی متقاطع، که از افزونگی‌ها در کانال‌های حسی استفاده می‌کنند.

‏ادراک زمان به تجربه ذهنی از تجربه تغییرات در طول زمان، از جمله آگاهی از دوره های سپری شده، توانایی های پیش بینی و احساس فوریت اشاره دارد. در حالی که فرآیندهای روان‌شناختی نقش مهمی در شکل‌دهی آگاهی ذهنی ما از زمان دارند، پیشرفت‌های اخیر در فناوری‌های تصویربرداری عصبی بینش‌های شگفت‌انگیزی را در مورد مکانیسم‌های عصبی زیربنایی مسئول این جنبه پیچیده از تجربه انسانی نشان داده است. در این بررسی، یافته‌های کلیدی نوروسایکولوژی را در رابطه با ادراک زمان، بررسی نقش شبکه‌ها و سیستم‌های مختلف مغزی که در رمزگذاری، بازیابی و تفسیر اطلاعات زمانی دخیل هستند، بررسی خواهیم کرد. علاوه بر این، ما کاربردهای بالینی این اکتشافات را برجسته خواهیم کرد، به ویژه در درمان شرایط مربوط به اختلالات کرونوبیولوژی، اختلالات خواب، و تنظیم خلق و خو.

‏1. مکانیسم های رمزگذاری و بازیابی در ادراک زمان

‏ - سیستم بافر اپیزودیک و دستگاه های یادگاری

‏ یکی از اولین چارچوب‌های نظری که ادراک زمان را بررسی می‌کند، توسط نظریه شرطی‌سازی عامل B.F. Skinner پیشنهاد شد، که فرض می‌کرد افراد تجربیات گذشته را در یک سیستم بافر اپیزودیک رمزگذاری می‌کنند. بر اساس این دیدگاه، ارتباط‌های خاص بین محرک‌ها و تقویت‌ها در حافظه فعال ذخیره می‌شوند تا زمانی که آنقدر برجسته شوند که بعداً دوباره فعال شوند. هنگامی که این خاطرات رمزگذاری شده با ورودی حسی مداوم همپوشانی دارند، پاسخ های عاطفی را تحریک می کنند و احساس آشنایی و تداوم در زمان را برمی انگیزند . با این حال، مطالعات بعدی نتوانستند پشتیبانی برای ارتباط مستقیم بین رمزگذاری اپیزودیک و درک زمان پیدا کنند. علاوه بر این، فرضیه بافر اپیزودیک به دلیل محدودیت‌هایی که در طراحی و روش‌شناسی تجربی وجود دارد، تا حد زیادی کنار گذاشته شده است.

‏ - زمینه سازی و پیش بینی زمانی

‏ یکی دیگر از رویکردهای برجسته برای توضیح ادراک زمان، مفهوم زمینه سازی زمانی است که نشان می دهد افراد برای ایجاد حس پیشرفت و جهت در زمان به نشانه های محیطی اطراف تکیه می کنند . محققان دریافته‌اند که سوژه‌هایی که با خطوط زمانی واضح ارائه شده بودند، تصاویر واضح‌تری از رویدادهای دور و نزدیک در مقایسه با افرادی که فقط در معرض توالی‌های تصادفی قرار داشتند، تجربه کردند. چندین مطالعه تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI) افزایش فعالیت در قشر پره پیشانی داخلی و سینگولار قدامی را در طول وظایف زمینه‌سازی زمانی نشان داده‌اند، که نشان می‌دهد این نواحی نقش مهمی در تعدیل درک ما از زمان نسبت به سایر رویدادهای مرتبط دارند .

‏ توانایی‌های پیش‌بینی در درک زمان نیز به طور گسترده در آزمایش‌های حیوانی مورد مطالعه قرار گرفته است، و نشان می‌دهد که بسیاری از گونه‌ها بر اساس تجربیات قبلی، پیش‌بینی قوی رویدادهای آینده را نشان می‌دهند . ضبط‌های عصبی از قشر بینایی نخستی‌سانان نشانه‌های قوی کدگذاری پیش‌بینی‌کننده را نشان می‌دهد، جایی که ویژگی‌های حسی سطح پایین‌تر به طور پیش‌بینی‌کننده فعال‌سازی را در قشرهای ارتباطی مرتبه بالاتر تحریک می‌کنند . آنالیزهای اتصال عملکردی انجام شده با استفاده از fMRI در حالت استراحت، از وجود همبستگی‌های عمدتاً مثبت بین جسم مخطط شکمی و شکنج زاویه‌ای حمایت می‌کند، که نشان می‌دهد این مناطق ممکن است در تولید و حفظ پیش‌بینی‌های زمانی نقش داشته باشند.

‏2. نقش ساعت های داخلی و ریتم شبانه روزی

‏ - ساعت های بیولوژیکی و زمان سنجی مستقل

‏ توانایی ذاتی ما برای همگام سازی رفتارها و فرآیندهای فیزیولوژیکی با نشانه های محیطی خارجی، محور ظرفیت ما برای هدایت دنیای همیشه در حال تغییر اطرافمان است. یکی از نمونه‌های بسیار مطالعه‌شده از زمان‌سنجی خودمختار، همسویی دقیق بین دمای بدن و قرار گرفتن در معرض نور است که توسط حلقه‌های بازخورد شامل هسته فوق‌کیاسماتیک (SCN) و غده هیپوفیز تسهیل می‌شود . سلول‌های SCN ورودی از سلول‌های گانگلیونی شبکیه دریافت می‌کنند و مستقیماً به محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال (HPA) می‌روند و آزادسازی کورتیزول و هورمون رشد را با توجه به موقعیت نور خورشید در طول روز تعدیل می‌کنند .

‏ ریتم‌های شبانه‌روزی، که با چرخه‌های درون‌زا که تقریباً 24 ساعت طول می‌کشند مشخص می‌شوند، مدت‌هاست که به‌عنوان مقیاس‌های زمانی بیولوژیکی اساسی که بر چرخه‌های خواب و بیداری، متابولیسم، ترشح هورمون و تولیدمثل حاکم هستند، شناخته شده‌اند . اکنون صدها ژن به عنوان اهداف بالقوه شبکه های تنظیمی شبانه روزی شناسایی شده اند که بافت ها و بخش های سلولی مختلف را در بر می گیرند . مطالعات با استفاده از تکنیک‌های مولکولی و الکتروفیزیولوژیکی شواهد قانع‌کننده‌ای از وجود اجزای ساعت متقابل متعدد در ارگانیسم‌های منفرد ارائه کرده‌اند .

‏ - همگام سازی ساعت های داخلی و ورودی های خارجی

‏ تحقیقات اخیر نقش حیاتی مکانیسم های حباب را در همگام سازی ساعت های داخلی با محیط خارجی برجسته کرده است.

‏درک زمان برای مغز انسان شامل آگاهی آگاهانه از دوره های سپری شده و تفسیر ذهنی از توالی های زمانی است. این فرآیند به شدت به تعامل بین چندین شبکه و سیستم مغزی، از جمله عقده های قاعده ای، مدار تالاموکورتیکال، لوب جداری و قشر جلوی مغز بستگی دارد. در زیر، من یک مرور کلی از یافته های کلیدی از عصب روانشناسی ارائه خواهم کرد، و پیامدهای آنها را برای درک سازماندهی پردازش زمان در مغز انسان برجسته می کنم.

‏1. گانگلیون های پایه و کنترل حرکتی

‏ - نقش دوپامین در زمان‌بندی اعمال

‏ از جمله عملکردهای بی شماری که با عقده های قاعده ای مرتبط است، سهم مهم آنها در هماهنگی و زمان بندی حرکات ارادی است . دوپامین از طریق تأثیر آن بر برنامه ریزی حرکتی، پیش بینی پاداش و تشخیص خطا، نقش اساسی در میانجیگری این فرآیند ایفا می کند . تحریک الکتریکی ماده سیاه پارس فشرده (SNpc)، برون‌تابی اصلی ناحیه تگمنتال بطنی (VLTA) بر روی هسته‌های رافه پشتی، می‌تواند منجر به افزایش شروع و تسریع اجرای حرکت به دنبال آشفتگی‌های غیرمنتظره شود . به طور مشابه، تجویز داخل وریدی دوپامین به بیماران مبتلا به بیماری پارکینسون منجر به بهبود زمان‌بندی و دقت حرکات دست در مقایسه با گروه کنترل نشده می‌شود .

‏ - تخمین زمان و تصمیم گیری

‏ دوپامین علاوه بر تأثیر بر زمان‌بندی اقدام، در ارزیابی و انتخاب اقدامات جایگزین بر اساس نتایج پیش‌بینی‌شده نیز دخیل است. به عنوان مثال، محققان نشان داده‌اند که دستکاری نورون‌های دوپامین در میمون‌های ماکاک می‌تواند پاسخ رفتاری آن‌ها را به پاداش‌ها تغییر دهد، و آنها را به انتخاب ترجیحاً گزینه‌هایی که دسترسی زودهنگام به غذا را ارائه می‌دهند یا به تأخیر انداختن رضایت تا زمانی که یک گزینه ایمن‌تر اما با تأخیر در دسترس قرار گیرد، سوق دهد . در مجموع، این یافته ها نشان می دهد که دوپامین ممکن است به عنوان یک بستر اولیه برای کنترل نه تنها دستورات حرکتی، بلکه همچنین فرآیندهای شناختی مانند تخمین زمان و تصمیم گیری در شرایط عدم قطعیت عمل کند.

‏2. مدار تالاموکورتیکال و توجه

‏ - رابطه بین توجه از بالا به پایین و درک زمان

‏ توجه نقش اصلی را در تعیین اینکه چه جنبه هایی از محیط ما از نظر بصری قابل دسترسی است و بنابراین برای پردازش در سطوح مختلف تجزیه و تحلیل مرتبط است، ایفا می کند . همانطور که ما توجه خود را بر روی یک شی یا رویداد خاص متمرکز می کنیم، مغز ما اطلاعات نامربوط را سرکوب می کند و منابع محاسباتی را به تفسیر سیگنال های مربوطه اختصاص می دهد. در طول فعالیت‌های روزانه، انسان‌ها اغلب تمرکز توجه خود را به دنبال اهداف، اشیاء یا افراد تغییر می‌دهند - فرآیندهایی که به ترتیب به عنوان توجه پایدار و تغییر توجه شناخته می‌شوند .

‏ تعداد فزاینده‌ای از شواهد از این ایده حمایت می‌کند که درگیری توجه می‌تواند به طور قابل‌توجهی بر درک ما از زمان تأثیر بگذارد. خواسته‌های شناختی سطح بالاتر تمایل به کاهش میزان مدت‌زمان‌های درک شده گزارش‌شده توسط خود دارند، حتی زمانی که مدت زمان واقعی فیزیکی ثابت بماند. این پدیده را می توان با این واقعیت توضیح داد که توجه فرآیندهای یکپارچه سازی خودکار را فعال می کند که خلاصه ادراکی سریع را تسهیل می کند و در نتیجه گستره کلی تجربه را فشرده می کند .

‏3. لوب جداری و جهت گیری فضایی

‏ - ناوبری فضایی بصری و درک زمان

‏ لوب های جداری نقش اساسی در حفظ جهت گیری های فضایی و هدایت تصمیمات ناوبری ایفا می کنند . این ساختارها در درجه اول به نمایش موقعیت ها و جهت گیری اشیاء در فضا می پردازند و ما را قادر می سازند تا خود را بومی سازی کرده و به طور موثر با محیط اطراف خود تعامل داشته باشیم . علاوه بر این، قشر جداری در یکپارچه‌سازی منابع مختلف اطلاعات حسی، مانند بینایی، لمس و حس عمقی شرکت می‌کند و به ما اجازه می‌دهد تا ارجاعات فضایی ثابتی را در سراسر حوزه‌ها حفظ کنیم .

‏ مطالعاتی که از تحریک مغناطیسی ترانس کرانیال (TMS) استفاده می‌کنند نشان داده‌اند که آسیب به قشر جداری ممکن است توانایی شرکت‌کنندگان را برای تخمین دقیق فواصل و زمان‌ها، به‌ویژه در موقعیت‌هایی که نیاز به ارقام چرخشی ذهنی یا دستکاری بازنمایی‌های انتزاعی دارند، مختل کند. اگرچه هنوز به طور کامل مشخص نشده است که چگونه این کمبودها در محیط های طبیعت گرایانه ظاهر می شوند، کار اخیر به ارتباط احتمالی بین مهارت های استدلال فضایی و معیارهای ضمنی ادراک زمان، مانند توانایی استنتاج روابط علت و معلولی و شناسایی رویدادهای مرتب شده زمانی اشاره کرده است.

‏4. قشر جلوی مغز و عملکردهای اجرایی

‏ - کنترل شناختی و مدیریت کار

‏ کارکردهای اجرایی فرآیندهای شناختی سطح بالایی را نشان می‌دهند که رفتارهای هدفمند را هدایت می‌کنند، پاسخ‌ها را به چالش‌های جدید برنامه‌ریزی می‌کنند و عملکرد را نظارت می‌کنند. بسیاری از این قابلیت‌ها در امتداد فاسیکل قوسی شکل سازماندهی شده‌اند، دسته‌ای از دستگاه‌های ماده سفید که قشر پیشانی را با سایر نواحی مغز مرتبط با حافظه، توجه، انگیزه و احساسات مرتبط می‌کند.