Meilleure réponse
La « constante de temps de membrane » dun neurone est simplement un moyen de mesurer la vitesse dun neurone » Le niveau de tension de s décroît à son « état de repos » après avoir reçu un signal dentrée.
En physique et en ingénierie, une « constante de temps » est une façon de décrire à quelle vitesse un système réagit à quelque chose lorsque le La réaction peut être décrite comme une désintégration exponentielle.
La désintégration radioactive est un exemple familier de constante de temps. Un élément avec une «demi-vie» de 100 ans sera 50\% moins radioactif après 100 ans. la « constante de temps » un peu moins intuitive est le temps quil faudra à quelque chose pour atteindre 1 / e de sa valeur dorigine. La constante mathématique « e » est denviron 2,7 et 1 / e = 0,368, donc un élément radioactif avec un temps constante de 100 ans sera à 37\% de son intensité dorigine après 100 ans.
Les neurones ont des constantes de temps denviron 5 à 20 millisecondes (ms), ce qui signifie quaprès un neurone re reçoit un signal dentrée (ou « pic ») dun autre neurone, sa tension augmentera rapidement puis décroîtra à 37\% au-dessus de son état de repos après 5 à 20 ms (selon la constante de temps exacte).
Cette image montre à quoi ressemble un pic neuronal entrant (graphique du haut) et à quoi ressemble le « EPSP » (potentiel postsynaptique excitateur) (graphique du bas). Vous pouvez voir que lEPSP augmente rapidement après le pic dentrée et diminue à environ 37\% de sa tension après environ 10 ms.
Le contributeur et neuroscientifique de Quora Shreejoy Tripathy a créé un excellent graphique des constantes de temps membranaires pour de nombreux neurones courants disponibles ici: constante de temps de membrane
Les neurones peuvent être modélisés comme des circuits électriques miniatures, et la constante de temps peut être calculée à partir des valeurs de circuit dans le modèle. Bien que cela fonctionne réellement dans lautre sens … les neuroscientifiques mesurent la constante de temps de manière expérimentale et en déduisent les valeurs du circuit. Voir la réponse de Yohan John pour plus de détails.
Réponse
« Le temps est lécole dans laquelle nous apprenons, le temps est le feu dans lequel nous brûlons. »
– from Calmly We Walk Through This Aprils Day par Delmore Schwartz
Il ny a pas de définition spécifique du temps du point de vue des neurosciences. Je dirais que personne ne sait vraiment quelle heure est – et cela inclut les physiciens, qui ont certes apporté beaucoup de lumière sur le sujet.
Le problème central du temps du point de vue de la psychologie est de savoir comment et pourquoi nous en faisons lexpérience. Nous semblons être dans un présent, capables de nous souvenir du passé et danticiper le futur. De nombreuses personnes ont aussi limpression intuitivement que le futur ne sest pas encore produit.
La physique nous donne Du point de vue dau moins certaines interprétations de la physique, le temps est «juste» une autre dimension spatiale, il ny a donc pas de lieu «préféré» dans lespace-temps appelé le présent. Cette conduit certaines personnes à appeler le temps une illusion. Je pense que cest profondément erroné, mais bien sûr, le débat ne peut pas se terminer facilement.
Le débat sur la physique du temps
Même parmi les physiciens, deux camps émergent ^ 1. Laile «traditionnelle» peut être identifiée à notre stade actuel de lhistoire des sciences (vers 2018) avec le physicien Carlo Rovelli, qui fait valoir dans son livre LOrdre du temps , que « le passé ou le futur nexiste pas » . (Je n’ai pas encore lu ce livre.)
À l’autre extrême se trouvent les physiciens Lee Smolin et le propre Richard Muller de Quora. Le livre de Lee Smolin Time Reborn fait valoir que la conception physique traditionnelle du temps comme illusoire est problématique, et il tente de restaurer quelque chose qui ressemble aux notions intuitives du passé, du présent et du futur. Jai lu la majeure partie du livre – je suis sensible aux perspectives générales, mais javoue que je nai pas bien compris dans quoi il voulait en venir.
Richard Muller semble également aller dans la même direction avec son livre NOW: The Physics of Time . Je nai pas encore lu ce livre non plus, mais il semble restaurer lidée que le futur « nest pas encore arrivé ».
La neuroscience de la perception du temps et de laction chronométrée
Les données et expériences neuroscientifiques ne peuvent pas influencer directement le débat entre les physiciens. Tout ce que les neurosciences peuvent vraiment faire est dexaminer les corrélats de phénomènes tels que lestimation du temps, lentraînement rythmique et les altérations subjectives de la sensation du temps qui passe.
Jai étudié certains de ces éléments dans le cadre de mon travail de thèse de doctorat ^ 2 .Jai examiné un phénomène appelé intervalle de temps, qui est la capacité des humains et des animaux à anticiper un événement gratifiant ou punitif de quelques secondes à quelques minutes, et à prendre les mesures appropriées.
Des études montrent que dopaminergique et les médicaments cholinergiques peuvent affecter cette capacité: les agonistes dopaminergiques comme lamphétamine et la cocaïne provoquent une accélération temporaire de la «fréquence dhorloge» interne, de sorte que les sujets pensent que plus de temps sest écoulé que dans la réalité. Les antagonistes dopaminergiques ont leffet inverse. Avec une exposition prolongée au médicament, le sujet apprend à compenser la modification de «l’horloge». (Il est tentant de relier ces résultats à la sagesse populaire selon laquelle «le temps passe vite quand vous vous amusez».) Les médicaments cholinergiques ont un effet complémentaire fascinant: ils ne font rien immédiatement, mais provoquent progressivement des déplacements dans le temps mémorisé, et ceux-ci les déplacements ne peuvent pas être compensés.
Les grands impondérables
Notez que ces études en neurosciences ne nous disent jamais ce quest lheure, ou quelle est la perception subjective du temps. Cela montre simplement que certaines zones du cerveau et certains produits chimiques semblent être impliqués. On peut aller plus loin et dire que la perception du temps implique de mesurer les taux de changement – soit des processus externes, des processus neuronaux internes, ou (plus généralement) une combinaison des deux.
Mais dire que le temps est la conscience ( ou facilitateur ou moyen) du changement ne dit pas grand-chose puisque le changement ne peut être compris quen termes de temps. Le changement est une différence entre deux états… et nous disons quil y a deux états en premier lieu parce quils diffèrent en temps .
Réflexion dans ce sens ma amené à considérer le temps, lespace, lexistence et lesprit comme des «impondérables». Il m’est impossible de penser à l’un de ces éléments sans utiliser les trois autres, que ce soit explicitement ou implicitement.
- Le temps est le déroulement ordonné des différences de propriétés, et ces propriétés ont besoin despace pour exister. Et le concept de différence nécessite un esprit engagé dans la comparaison davant et daprès (ou ici et là, ou ceci et cela).
- Lespace est la disposition des configurations possibles de propriétés. Nous ne pouvons prendre conscience de son existence et de sa structure quen créant des chemins séquentiels à travers elle dans le temps. Et nous ne pouvons savoir que nous avons parcouru un chemin si nous avons lesprit qui suit les modifications des propriétés existantes.
- Existence implique une sorte de persistance ou de permanence des propriétés dans le temps. Et les propriétés sont perçues par lesprit comme ayant un emplacement et une étendue (dans un espace , quil soit géométrique ou plus abstrait).
- Lesprit est celui qui est conscient des propriétés, de lespace et du temps. Il ne peut pas prendre conscience de lui-même sans changer de quelque chose .
Alors vous voyez pourquoi jappelle ces quatre grands impondérables? 🙂
Si vous pensez que vous pouvez me sauver de ma pensée circulaire à quatre voies (qui est certes subjective et phénoménologique ), laissez je sais dans les commentaires ^ 3.
Notes et références
^ 1 Je viens de trouver une série de conférences avec Rovelli, Smolin et Muller (ainsi que Stuart Kauffman et de nombreux autres grands penseurs). Ça a lair très prometteur!
^ 2 Voici un lien vers ma thèse:
^ 3 Notez que même lanalyse dune phrase ou dune équation nécessite la capacité de traiter un ordre ou une séquence de symboles, et cela dépend implicitement du temps. : P