Mejor respuesta
La «constante de tiempo de membrana» de una neurona es simplemente una forma de medir la rapidez con la que una neurona » El nivel de voltaje decae a su «estado de reposo» después de recibir una señal de entrada.
En física e ingeniería, una «constante de tiempo» es una forma de describir qué tan rápido o lento reacciona un sistema a algo cuando el La reacción se puede describir como una desintegración exponencial.
La desintegración radiactiva es un ejemplo familiar de una constante de tiempo. Un elemento con una «vida media» de 100 años será un 50\% menos radiactivo después de 100 años. «constante de tiempo» algo menos intuitiva es el tiempo que tardará algo en llegar a 1 / e de su valor original. La constante matemática «e» es alrededor de 2,7 y 1 / e = 0,368, por lo que un elemento radiactivo con un tiempo la constante de 100 años estará al 37\% de su intensidad original después de 100 años.
Las neuronas tienen constantes de tiempo de alrededor de 5 a 20 milisegundos (ms), lo que significa que después de que una neurona se recibe una señal de entrada (o «pico») de otra neurona, su voltaje aumentará rápidamente y luego decaerá al 37\% por encima de su estado de reposo después de 5 – 20 ms (dependiendo de la constante de tiempo exacta).
Esta imagen muestra cómo se ve un pico neuronal entrante (gráfico superior) y cómo se ve el «EPSP» (potencial postsináptico excitador) (gráfico inferior). Puede ver que el EPSP aumenta rápidamente después del pico de entrada y decae a alrededor del 37\% de su voltaje después de aproximadamente 10 ms.
El neurocientífico y colaborador de Quora Shreejoy Tripathy creó un gran diagrama de constantes de tiempo de membrana para muchas neuronas comunes disponibles aquí: constante de tiempo de membrana
Las neuronas se pueden modelar como circuitos eléctricos en miniatura, y la constante de tiempo se puede calcular a partir de los valores del circuito en el modelo. Aunque, en realidad funciona al revés … los neurocientíficos miden la constante de tiempo experimentalmente e infieren los valores del circuito a partir de eso. Vea la respuesta de Yohan John para más detalles.
Respuesta
“El tiempo es la escuela en la que aprendemos, el tiempo es el fuego en el que ardemos”.
– from Con calma caminamos por este día de abril por Delmore Schwartz
No existe una definición específica de tiempo desde una perspectiva de neurociencia. Yo diría que nadie sabe realmente qué es el tiempo, y esto incluye a los físicos, que ciertamente han arrojado mucha luz sobre el tema.
El problema central del tiempo desde la perspectiva de la psicología es cómo y por qué lo experimentamos. Parece que estamos en un presente, con la capacidad de recordar el pasado y anticipar el futuro. Muchas personas también sienten intuitivamente como si el futuro no hubiera sucedido todavía.
La física nos da no hay sentido de por qué sentimos que estamos en el aquí y ahora. Desde la perspectiva de al menos algunas interpretaciones de la física, el tiempo es «sólo» otra dimensión espacial, por lo que no hay una ubicación «preferida» en el espacio-tiempo llamado presente. Esta lleva a algunas personas a llamar al tiempo una ilusión. Creo que esto está profundamente equivocado, pero por supuesto, el debate no se puede terminar fácilmente.
El debate sobre la física del tiempo
Incluso entre los físicos, están surgiendo dos campos ^ 1. El ala tradicional se puede identificar en nuestro momento actual en la historia de la ciencia (alrededor de 2018) con el físico Carlo Rovelli, quien argumenta en su libro El orden del tiempo , que «no existe el pasado o el futuro» . (No he leído este libro todavía.)
En el otro extremo están los físicos Lee Smolin y el propio Richard Muller de Quora. El libro de Lee Smolin Time Reborn sostiene que la concepción tradicional de la física del tiempo como ilusorio es problemática, e intenta restaurar algo parecido a las nociones intuitivas de pasado, presente y futuro. He leído la mayor parte del libro; simpatizo con la perspectiva general, pero confieso que no entendí completamente a qué se refería.
Richard Muller también parece ir en una dirección similar con su libro NOW: The Physics of Time . Tampoco he leído este libro todavía, pero parece que está restaurando la idea de que el futuro aún no ha sucedido.
La neurociencia de la percepción del tiempo y la acción cronometrada
Los datos y experimentos neurocientíficos no pueden influir directamente en el debate entre los físicos. Todo lo que la neurociencia realmente puede hacer es observar los correlatos de fenómenos como la estimación del tiempo, el arrastre rítmico y las alteraciones subjetivas en la sensación del paso del tiempo.
Estudié algo de esto como parte de mi trabajo de tesis doctoral ^ 2 .Observé un fenómeno llamado tiempo de intervalo, que es la capacidad de los seres humanos y los animales para anticipar un evento gratificante o castigador en el rango de segundos a minutos y tomar las medidas adecuadas.
Los estudios muestran que los efectos dopaminérgicos y Los fármacos colinérgicos pueden afectar esta capacidad: los agonistas dopaminérgicos como la anfetamina y la cocaína provocan una aceleración temporal en la «frecuencia del reloj» interno, por lo que los sujetos piensan que ha transcurrido más tiempo del que realmente ha transcurrido. Los antagonistas dopaminérgicos tienen el efecto contrario. Con una exposición prolongada a la droga, el sujeto aprende a compensar el «reloj» alterado. (Es tentador conectar estos resultados con la sabiduría popular de que «el tiempo vuela cuando te diviertes»). Las drogas colinérgicas tienen un efecto complementario fascinante: no hacen nada de inmediato, pero gradualmente causan desplazamientos en el tiempo recordado, y estos los desplazamientos no se pueden compensar.
Los Grandes Imponderables
Tenga en cuenta que estos estudios de neurociencia nunca nos dicen qué es el tiempo, o qué es la percepción subjetiva del tiempo. Simplemente muestra que ciertas áreas y sustancias químicas del cerebro parecen estar involucradas. Se puede ir más allá y decir que la percepción del tiempo implica medir las tasas de cambio, ya sea de procesos externos, procesos neuronales internos o (más típicamente) alguna combinación de los dos.
Pero decir que el tiempo es la conciencia ( o facilitador o medio) del cambio no dice mucho, ya que el cambio solo puede entenderse en términos de tiempo. El cambio es una diferencia entre dos estados … y decimos que hay dos estados en primer lugar porque difieren en tiempo .
Pensar En este sentido, me ha llevado a pensar en el tiempo, el espacio, la existencia y la mente como «imponderables». Es imposible para mí pensar en cualquiera de estos sin usar los otros tres, ya sea explícita o implícitamente.
- El tiempo es el desarrollo ordenado de las diferencias en las propiedades, y estas propiedades necesitan algún espacio para existir. Y el concepto de diferencia requiere una mente comprometida en la comparación del antes y el después (o aquí y allá, o esto y aquello).
- Espacio es el diseño de posibles configuraciones de propiedades. Solo podemos tomar conciencia de su existencia y estructura creando caminos secuenciales a través de él en el tiempo. Y solo podemos saber que hemos atravesado un camino si tenemos una mente que realiza un seguimiento de los cambios de las propiedades existentes.
- Existencia implica algún tipo de persistencia o permanencia de las propiedades en el tiempo. Y la mente percibe las propiedades como si tuvieran ubicación y extensión (en algún espacio, ya sea geométrico o más abstracto).
- Mente es aquello que es consciente de las propiedades, el espacio y el tiempo. No puede volverse consciente de sí mismo sin un cambio de algo .
Entonces, ¿ves por qué llamo a estos cuatro los Grandes Imponderables? 🙂
Si cree que puede salvarme de mi pensamiento circular de cuatro direcciones (que es ciertamente subjetivo y fenomenológico ), deje que lo sé en los comentarios ^ 3.
Notas y referencias
^ 1 Acabo de encontrar una serie de conferencias con Rovelli, Smolin y Muller (y también Stuart Kauffman y muchos otros grandes pensadores). ¡Parece muy prometedor!
^ 2 Aquí hay un enlace a mi tesis:
^ 3 Tenga en cuenta que incluso analizar una oración o ecuación requiere la capacidad de procesar un orden o secuencia de símbolos, y esto implícitamente depende del tiempo. : P