Nejlepší odpověď
„Časová konstanta membrány“ neuronu je jednoduše způsob měření rychlosti neuronu Úroveň napětí klesá po přijetí vstupního signálu do „klidového stavu“.
Ve fyzice a inženýrství je „časová konstanta“ způsob, jak popsat, jak rychle nebo pomalu systém na něco reaguje, když Reakci lze popsat jako exponenciální rozpad.
Radioaktivní rozpad je známým příkladem časové konstanty. Prvek se 100letým „poločasem rozpadu“ bude po 100 letech o 50\% méně radioaktivní. poněkud méně intuitivní „časová konstanta“ udává, jak dlouho někomu bude trvat, než se dostane k 1 / e své původní hodnoty. Matematická konstanta „e“ je kolem 2,7 a 1 / e = 0,368, takže radioaktivní prvek s časem 100 letá konstanta bude po 100 letech na 37\% původní intenzity.
Neurony mají časové konstanty kolem 5 – 20 milisekund (ms), což znamená, že po neuronu přijme vstupní signál (nebo „špičku“) z jiného neuronu, jeho napětí rychle vyskočí a poté se po 5 – 20 ms (v závislosti na přesné časové konstantě) rozpadne na 37\% nad klidový stav.
Tento obrázek ukazuje, jak vypadá příchozí neurální špička (horní obrázek) a jak vypadá „EPSP“ (excitační postsynaptický potenciál) (spodní obrázek). Vidíte, že EPSP rychle stoupá po vstupním hrotu a po přibližně 10 ms klesá na přibližně 37\% svého napětí.
Přispěvatel Quory a neurolog Shreejoy Tripathy vytvořil skvělý graf časových konstant membrány pro mnoho běžných neuronů dostupných zde: membránová časová konstanta
Neurony lze modelovat jako miniaturní elektrické obvody a časovou konstantu lze vypočítat z hodnot obvodů v modelu. I když to ve skutečnosti funguje obráceně … neurologové experimentálně měří časovou konstantu a z toho odvozují hodnoty obvodu. Podrobnosti najdete v odpovědi Yohana Johna.
Odpověď
„Čas je škola, ve které se učíme, čas je oheň, ve kterém hoříme.“
– from Calmly We Walk through This Aprils Day od Delmore Schwartz
Z neurovědního hlediska neexistuje žádná konkrétní definice času. Tvrdil bych, že nikdo vlastně neví, co je čas – a to zahrnuje i fyziky, kteří na toto téma nepochybně vrhli hodně světla.
Ústředním problémem času z pohledu psychologie je, jak a proč to zažíváme. Zdá se, že jsme v přítomnosti se schopností pamatovat si minulost a předvídat budoucnost. Mnoho lidí má také intuitivní pocit, jako by se budoucnost ještě nestala.
Fyzika nám dává nemá smysl, proč se cítíme, jako bychom byli tady a teď. Z pohledu alespoň některých interpretací fyziky je čas „jen“ další prostorovou dimenzí, takže v časoprostoru neexistuje „upřednostňované“ umístění zvané přítomnost. Tento vede některé lidi k tomu, aby nazývali čas iluzí. Myslím, že je to hluboce zavádějící, ale debatu samozřejmě nelze snadno ukončit.
Debata o fyzice času
I mezi fyziky vznikají dva tábory ^ 1. „Tradiční“ křídlo lze v našem současném bodě historie vědy (kolem roku 2018) identifikovat s fyzikem Carlem Rovelli, který ve své knize argumentuje ve své knize Řád času , že „neexistuje minulost ani budoucnost“ . (Tuto knihu jsem zatím nečetl.)
Na druhém konci jsou fyzici Lee Smolin a Quora vlastní Richard Muller. Kniha Lee Smolina Time Reborn tvrdí, že tradiční fyzikální pojetí času jako iluzorního je problematické, a pokouší se obnovit něco připomínající intuitivní představy o minulosti, přítomnosti a budoucnosti. Četl jsem většinu knihy – jsem soucitný s obecným výhledem, ale přiznávám, že jsem úplně nerozuměl tomu, o co jde.
Zdá se, že Richard Muller také jde podobným směrem s jeho kniha NYNÍ: Fyzika času . Ani tuto knihu jsem zatím nečetl, ale zdá se, že obnovuje myšlenku, že budoucnost se „ještě nestala“.
Neurověda vnímání času a časované akce
Neurovědecká data a experimenty nemohou přímo ovlivnit debatu mezi fyziky. Jediné, co může neurověda skutečně udělat, je podívat se na koreláty jevů, jako je odhad času, rytmické strhávání a subjektivní změny pocitu plynutí času.
Některé z nich jsem studoval jako součást své disertační práce ^ 2 .Podíval jsem se na fenomén zvaný intervalové načasování, což je schopnost lidí a zvířat předvídat odměňující nebo trestající událost v řádu sekund až minut a přijmout vhodná opatření.
Studie ukazují, že dopaminergní a cholinergní léky mohou tuto schopnost ovlivnit: dopaminergní agonisté jako amfetamin a kokain způsobují dočasné zrychlení interní „hodinové frekvence“, takže si subjekty myslí, že uplynulo více času než ve skutečnosti. Dopaminergní antagonisté mají opačný účinek. Při dlouhodobém působení drogy se subjekt naučí kompenzovat změněné „hodiny“. (Je lákavé spojit tyto výsledky s lidovou moudrostí, že „čas letí, když se bavíte.“) Cholinergní léky mají fascinující doplňkový účinek: nedělají nic okamžitě, ale postupně způsobují posuny v zapamatovaném čase a tyto posuny nelze kompenzovat.
The Great Imponderables
Upozorňujeme, že tyto neurovědecké studie nám nikdy neřeknou co je čas nebo co je subjektivní vnímání času. Ukazuje pouze, že se zdá, že jsou zapojeny určité oblasti mozku a chemikálie. Lze jít dále a říci, že vnímání času zahrnuje měření rychlostí změn – buď vnějších procesů, vnitřních neurálních procesů, nebo (typičtěji) jejich kombinace.
Ale říkat, že čas je vědomí ( nebo aktivátor nebo médium) změny neříká mnoho, protože změně lze porozumět pouze z časového hlediska. Změna je rozdíl mezi dvěma státy … a my říkáme, že na prvním místě jsou dva státy, protože se liší v čase .
Myšlení v tomto duchu mě vedlo k tomu, že jsem čas, prostor, existenci a mysl považoval za „nepřekonatelný“. Nemohu myslet na nic z toho, aniž bych použil ostatní tři, ať už explicitně nebo implicitně.
- Čas je uspořádané rozvinutí rozdílů ve vlastnostech a tyto vlastnosti potřebují určitý prostor, aby mohly existovat. A koncept rozdílu vyžaduje mysl zapojenou do srovnání před a po (nebo sem a tam, nebo tohle a tamto).
- Prostor je rozložení možných konfigurací vlastností. Můžeme si uvědomit jeho existenci a strukturu pouze vytvořením postupných cest skrz něj v čase. A můžeme vědět, že jsme cestu prošli, jen když máme mysl, která sleduje změny existujících vlastností.
- Existence znamená určitý druh perzistence nebo trvalosti vlastností v čase. A vlastnosti vnímá mysl jako místo a rozsah (v nějakém prostoru, ať už geometrickém nebo abstraktnějším).
- Mysl je ten, který si je vědom vlastností, prostoru a času. Nemůže si uvědomit sebe sama bez změny něčeho .
Takže chápete, proč tyto čtyři nazývám Velkými nezodpověditelnými? 🙂
Pokud si myslíte, že mě můžete zachránit před mým čtyřsměrným kruhovým myšlením (které je nepochybně subjektivní a fenomenologické ), pojďme já vím v komentářích ^ 3.
Poznámky a odkazy
^ 1 Právě jsem našel řadu přednášek představovat Rovelli, Smolin a Muller (a také Stuart Kauffman a mnoho dalších skvělých myslitelů). Vypadá velmi slibně!
^ 2 Zde je odkaz na mou práci:
^ 3 Všimněte si, že i analýza věty nebo rovnice vyžaduje schopnost zpracovat pořadí nebo posloupnost symbolů, což implicitně závisí na čase. : P