你今天早上準時上班了嗎？去感謝交通之神吧，但也請花點時間感謝你的大腦。大腦令人印象深刻的精確內部時鐘使我們能夠感知時間流逝，這項技能對於許多重要的日常功能至關重要。如果沒有跟蹤時間流逝的能力，我們的晨浴可能會無限期地持續下去。如果沒有那種不斷提醒我們開車時間過長的感覺，我們很容易錯過出口。
但是大腦是如何產生這種精細調整的心理時鐘的呢？神經科學家認為，我們有不同的神經系統來處理不同型別的時間，例如，維持晝夜節律，控制精細的身體運動的時間，以及對時間流逝的有意識的感知。直到最近，大多數神經科學家認為，後一種時間處理型別——即當你早餐逗留時間過長時提醒你的那種——是由單一的大腦系統支援的。然而，新興的研究表明，單一神經時鐘的模型可能過於簡單。加州大學歐文分校的神經科學家最近在《神經科學雜誌》上發表了一項新的研究，揭示大腦實際上可能還有第二種感知時間流逝的方法。更重要的是，作者提出，第二個內部時鐘不僅與我們的主要神經時鐘並行工作，甚至可能與之競爭。
過去的研究表明，一個名為紋狀體的大腦區域是我們中央內部時鐘的核心，它與大腦周圍的皮層協同工作，整合時間資訊。例如，當人們注意時間流逝了多久時，紋狀體會變得活躍，而患有帕金森病（一種會擾亂紋狀體輸入的神經退行性疾病）的個體在計時方面存在困難。
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但是，對時間流逝的有意識感知要求大腦不僅要測量時間，還要保持對時間流逝的執行記憶。科學家們早就知道，大腦中稱為海馬體的一部分對於記住過去的經歷至關重要。他們現在認為，它也可能在記住時間流逝方面發揮作用。對動物大腦電活動的研究表明，海馬體中的神經元會發出特定的時間點訊號。但是，海馬體並非總是跟蹤時間所必需的。值得注意的是，海馬體受損的人可以準確記住短時間段的流逝，但在記住長時間間隔方面卻有障礙。這些發現暗示海馬體對於傳遞某些（但不是全部）時間資訊至關重要。如果是這樣，那麼這種時間程式碼究竟是用來做什麼的，為什麼它如此排他？
在他們的新研究中，研究人員試圖透過訓練大鼠區分不同的時間間隔來解開這個謎團。然後，當大鼠透過在不同的氣味之間進行選擇來表明它們可以分辨出時間流逝了多少時，研究人員會用零食獎勵它們。在一些試驗之前，科學家們注射了一種可以暫時使海馬體失活的化學物質。這使他們能夠測試功能性海馬體是否對於區分不同的時間間隔是必要的。
海馬體失活的大鼠可以像對照組大鼠一樣區分差別很大的時間間隔（例如，3分鐘與12分鐘），但在檢測相似時間段之間的差異（例如，8分鐘與12分鐘）時，它們的表現並不比碰運氣好。這表明海馬體對於區分相似的時間間隔很重要，但在間隔差異很大時則不需要。但奇怪的是，這種模式僅在長時間段內有效；海馬體功能不正常的大鼠不僅在區分短時間尺度下的相似時間段（例如，1分鐘與1.5分鐘）時表現正常，而且實際上表現更好。
因此，雖然海馬體確實會發出時間流逝的訊號，但它在這樣做時具有非常特殊的作用。它專門區分長時間尺度下的相似時間段——大約幾分鐘。當你可以分辨出自己洗了10分鐘的澡，而不是15分鐘時，你可以感謝你的海馬體。但是，當你感覺到1分鐘和1.5分鐘，或20分鐘和一個小時之間的差異時，其他大腦區域已經接管了內部計時器的功能。
儘管海馬體執行如此高度專業化的功能似乎很奇怪，但這與我們所知它在其他領域所做的事情完全一致。海馬體以其區分重疊物體或經歷的能力而聞名——這一過程被稱為模式分離。這項研究表明，它可以對體驗的許多特徵進行模式分離，檢測物體、地點和時間段之間的細微差異。
海馬體可能對以秒為單位發生的事件毫不知情，但我們當然能夠追蹤這些時刻的快速流逝。考慮到紋狀體被認為可以以秒為單位跟蹤時間，作者認為海馬體和紋狀體實際上可能會相互競爭，因此當海馬體安靜下來時，紋狀體可以比平時更有效地發揮作用。雖然我不建議故意損傷你的海馬體（你會發展出更嚴重的問題），但理論上這樣做可以提高你跟蹤短時間段流逝的能力。
但是，這種抑制關係是相互的還是單向的尚不清楚。如果海馬體和紋狀體確實作為獨立的、對抗的時鐘發揮作用，那麼紋狀體會像海馬體似乎會損害紋狀體一樣抑制海馬體嗎？科學家們知道，損傷紋狀體會導致一系列時間處理問題。但是，它是否也可能透過啟動海馬體高速運轉來賦予一種特定的計時超能力——即區分相似的長時間間隔？只有進一步的研究才能揭曉。
因此，當你明天準時上班時，請承認你不僅有一個，而是多個內部時鐘，並且放心你擁有一個健康的海馬體。
您是一位專門研究神經科學、認知科學或心理學的科學家嗎？您是否讀過最近一篇您想撰寫的同行評審論文？請將建議傳送給“心智問題”編輯加雷思·庫克，他是一位普利策獎獲獎記者，也是 NewYorker.com 的定期撰稿人。加雷思還是Best American Infographics的系列編輯，可以透過 garethideas AT gmail.com 或 Twitter @garethideas與他聯絡。