“宇宙大爆炸理論”認為140億年前的一個緻密熾熱的奇點發生了大爆炸，隨後膨脹形成了宇宙，而在宇宙誕生的那一刻，時間和空間隨之誕生了。時間和空間是物質存在的基本屬性，它們二者一起描述著事物存在和發展的秩序。在我們的日常生活中，時間和空間的關係也十分緊密，共同影響著我們的生活。比如，我們常用空間資訊去描述時間資訊：“這段時間很‘長’、過了一‘段’時間、想起‘前面’的事”等等。
我們感受到的時間長度會受到自身情緒、專注程度等因素的影響，比如：當你心情愉快地做事時，會感到時間流逝得特別快；而當你心情不佳，就會感覺時間的步伐好像變慢了。同樣地，我們感受到的時間長度也會受到空間距離的干擾而導致扭曲失真。一個較為著名的時空干擾效應為“Kappa效應”，研究該效應的最簡單的實驗是：將兩個燈泡放置在一條水平線上，使其在一定時間間隔內依次閃爍，此時改變兩個燈泡放置的位置，調節它們之間的空間距離，我們會知覺到時間間隔會隨著空間距離的增加而增加。科學家已經證明，在人類視覺、聽覺和觸覺的感覺加工中都存在Kappa效應。那麼，這種現象是如何產生的，它又與我們大腦中的哪個部位有關呢？
西南大學心理學部陳有國副教授時空認知課題組，採用腦電裝置測量實驗參與者完成 Kappa 效應任務的腦電波（圖1）。在實驗中，兩個小圓從中心向左或右視野依次閃現，兩個圓之間的時間間隔隨機選自0.8 秒和 1.2 秒，它們之間的空間距離隨機選自0°、5.8°和 15.5°。要求參與者透過按空格鍵來複現小圓間的時間間隔（圖2A）。
圖1 實驗參與者正在進行腦電實驗
結果顯示，實驗參與者知覺到的時間長度隨著兩個小圓之間的時間間隔和空間距離的增加而增加（圖2B），產生了典型的Kappa效應。此外，參與者知覺到時間越長，位於大腦頂葉區域的腦電成分P2和P3b的波幅就越大；偶極子源定位技術揭示頂葉P2和P3b成分發源於頂葉皮質（圖3）。這些發現為時間與空間資訊在工作記憶中整合成為共同的量值表徵提供了電生理證據。
圖2 實驗流程圖與行為結果
圖3 時空資訊量值表徵更新誘發P2-P3b神經源的啟用波形、地形圖和定位
P2和P3b腦電波與工作記憶中的時間資訊表徵有什麼關係呢？陳有國說，人腦中存在著暫時儲存資訊的緩衝器稱之為工作記憶。外部輸入的各種資訊均會進入工作記憶，導致工作記憶中的資訊更新，並同時產生了P2和P3b腦電波。這個心理過程有點像我們向池塘中扔石頭，一般說來，石頭越大產生的水波就越大。工作記憶就像平靜的池塘，外部輸入大腦的時間、空間、顏色等資訊就像石頭，P2和P3b腦電波就像水波。大腦根據P2和P3b的波幅推測時間的長度，就像我們根據水波的大小推測石頭的大小。時間資訊和空間資訊同時進入工作記憶誘發的P2和P3b要大於時間資訊單獨誘發的P2和P3b，就像我們有一塊石頭和一塊磚頭，石頭和磚頭一起扔進池塘比單獨扔石頭產生的水波更大。由於很多因素（如情緒、注意、數量等）均會影響P2和P3b腦電波的波幅，所以我們很難準確地估計時間長度。
該研究“Electrophysiological evidence for a common magnitude representation of spatiotemporal information in working memory” 已於2021年11月18日被國際著名神經科學期刊《Cerebral Cortex》（中科院SCI一區，位於該領域學術期刊的前5%）正式接收。西南大學心理學部碩士研究生崔明慧為論文的第一作者，陳有國為通訊作者。該研究得到了教育部人文社會科學一般專案、重慶市社會科學規劃專案等基金的資助。
參考文獻：Cui, M. H, Peng, C. H., Huang, M., Chen, Y. G. (2021). Electrophysiological evidence for a common magnitude representation of spatiotemporal information in working memory. Cerebral Cortex.
來源：西南大學心理學部
