Migliore risposta
La “costante di tempo di membrana” di un neurone è semplicemente un modo per misurare la velocità di un neurone ” Il livello di tensione di s decade al suo “stato di riposo” dopo aver ricevuto un segnale di ingresso.
In fisica e ingegneria, una “costante di tempo” è un modo per descrivere quanto velocemente o lentamente un sistema reagisce a qualcosa quando il la reazione può essere descritta come un decadimento esponenziale.
Il decadimento radioattivo è un esempio familiare di costante di tempo. Un elemento con una “emivita” di 100 anni sarà del 50\% meno radioattivo dopo 100 anni. “costante di tempo” un po meno intuitiva è quanto tempo impiegherà qualcosa per arrivare a 1 / e del suo valore originale. La costante matematica “e” è intorno a 2,7 e 1 / e = 0,368, quindi un elemento radioattivo con un tempo costante di 100 anni sarà al 37\% della sua intensità originale dopo 100 anni.
I neuroni hanno costanti di tempo di circa 5-20 millisecondi (ms), il che significa che dopo un neurone ri riceve un segnale in ingresso (o “picco”) da un altro neurone, il suo voltaggio salirà rapidamente e poi decadrà al 37\% sopra il suo stato di riposo dopo 5 – 20 ms (a seconda della costante di tempo esatta).
Questa immagine mostra laspetto di un picco neurale in entrata (grafico in alto) e come appare l “EPSP” (potenziale postsinaptico eccitatorio) (grafico in basso). Puoi vedere che lEPSP aumenta rapidamente dopo il picco di ingresso e decade a circa il 37\% della sua tensione dopo circa 10 ms.
Shreejoy Tripathy, collaboratore e neuroscienziato di Quora, ha creato un ottimo grafico delle costanti di tempo di membrana per molti neuroni comuni disponibile qui: costante di tempo della membrana
I neuroni possono essere modellati come circuiti elettrici in miniatura e la costante di tempo può essere calcolata dai valori del circuito nel modello. Anche se in realtà funziona al contrario … i neuroscienziati misurano sperimentalmente la costante di tempo e ne deducono i valori del circuito. Vedi la risposta di Yohan John per i dettagli.
Risposta
“Il tempo è la scuola in cui impariamo, il tempo è il fuoco in cui bruciamo.”
– da “ Calmly We Walk through This Aprils Day” di Delmore Schwartz
Non esiste una definizione specifica di tempo dal punto di vista delle neuroscienze. Direi che nessuno sa veramente che cosa è il tempo – e questo include i fisici, che hanno certamente gettato molta luce sullargomento.
Il problema centrale del tempo dal punto di vista della psicologia è come e perché lo sperimentiamo. Ci sembra di essere in un presente, con la capacità di ricordare il passato e anticipare il futuro. Molte persone sentono anche intuitivamente che il futuro non fosse ancora accaduto.
La fisica ci offre nessun senso del perché ci sentiamo come se fossimo nel qui e ora Dal punto di vista di almeno alcune interpretazioni della fisica, il tempo è “solo” unaltra dimensione spaziale, quindi non esiste un luogo “preferito” nello spaziotempo chiamato presente. Questo porta alcune persone a chiamare il tempo unillusione. Penso che questo sia profondamente fuorviante, ma ovviamente il dibattito non può essere concluso facilmente.
Il dibattito sulla fisica del tempo
Anche tra i fisici, ci sono due campi emergenti ^ 1. Lala “tradizionale” può essere identificata nella nostra attuale fase della storia della scienza (circa 2018) con il fisico Carlo Rovelli, che sostiene nel suo libro The Order of Time , che “non esiste il passato o il futuro” . (Non ho ancora letto questo libro.)
Allestremo opposto ci sono i fisici Lee Smolin e lo stesso Richard Muller di Quora. Il libro di Lee Smolin Time Reborn sostiene che la tradizionale concezione fisica del tempo come illusoria è problematica, e cerca di ripristinare qualcosa che assomigli alle nozioni intuitive di passato, presente e futuro. Ho letto la maggior parte del libro: sono in sintonia con la prospettiva generale, ma confesso di non aver compreso appieno a cosa stava arrivando.
Anche Richard Muller sembra andare in una direzione simile con il suo libro NOW: The Physics of Time . Non ho ancora letto questo libro, ma sembra che stia ripristinando lidea che il futuro “non è ancora accaduto”.
La neuroscienza della percezione del tempo e dellazione a tempo
I dati e gli esperimenti neuroscientifici non possono influenzare direttamente il dibattito tra i fisici. Tutto ciò che la neuroscienza può davvero fare è guardare ai correlati di fenomeni come la stima del tempo, il trascinamento ritmico e le alterazioni soggettive nella sensazione del tempo che passa.
Ho studiato alcuni di questi come parte del mio lavoro di tesi di dottorato ^ 2 .Ho esaminato un fenomeno chiamato intervallo di tempo, che è la capacità di esseri umani e animali di anticipare un evento gratificante o punitivo nellintervallo tra pochi secondi e minuti e intraprendere le azioni appropriate.
Gli studi dimostrano che dopaminergico e i farmaci colinergici possono influenzare questa capacità: agonisti dopaminergici come lanfetamina e la cocaina provocano una temporanea accelerazione del “clock rate” interno, quindi i soggetti pensano che sia trascorso più tempo di quanto non sia nella realtà. Gli antagonisti dopaminergici hanno leffetto opposto. Con lesposizione prolungata al farmaco, il soggetto impara a compensare l “orologio” alterato. (Si è tentati di collegare questi risultati con la saggezza popolare che “il tempo vola quando ci si diverte”.) I farmaci colinergici hanno un affascinante effetto complementare: non fanno nulla immediatamente, ma causano gradualmente spostamenti nel tempo ricordato, e questi gli spostamenti non possono essere compensati.
The Great Imponderables
Nota che questi studi di neuroscienza non ci dicono mai cosè il tempo o cosè la percezione soggettiva del tempo. Mostra solo che alcune aree del cervello e sostanze chimiche sembrano essere coinvolte. Si può andare oltre e dire che la percezione del tempo implica la misurazione dei tassi di cambiamento: dei processi esterni, dei processi neurali interni o (più tipicamente) una combinazione dei due.
Ma dire che il tempo è la consapevolezza ( o abilitatore o mezzo) del cambiamento non dice molto poiché il cambiamento può essere compreso solo in termini di tempo. Il cambiamento è una differenza tra due stati … e diciamo che ci sono due stati in primo luogo perché differiscono nel tempo .
Pensare lungo queste linee mi ha portato a pensare al tempo, allo spazio, allesistenza e alla mente come “imponderabili”. È impossibile per me pensare a nessuno di questi senza utilizzare gli altri tre, esplicitamente o implicitamente.
- Il tempo è il dispiegarsi ordinato delle differenze nelle proprietà, e queste proprietà hanno bisogno di spazio per esistere. E il concetto di differenza richiede una mente impegnata nel confronto del prima e del dopo (o qui e là, o questo e quello).
- Spazio è il layout delle possibili configurazioni delle proprietà. Possiamo solo diventare consapevoli della sua esistenza e struttura creando percorsi sequenziali attraverso di essa nel tempo. E possiamo sapere di aver attraversato un percorso solo se abbiamo una mente che tiene traccia dei cambiamenti delle proprietà esistenti.
- Esistenza implica una sorta di persistenza o permanenza delle proprietà nel tempo. E le proprietà sono percepite dalla mente come aventi posizione ed estensione (in uno spazio, geometrico o più astratto).
- La mente è ciò che è consapevole delle proprietà, dello spazio e del tempo. Non può prendere coscienza di se stesso senza cambiare qualcosa .
Quindi capisci perché chiamo questi quattro i Grandi Imponderabili? 🙂
Se pensi di potermi salvare dal mio pensiero circolare a quattro vie (che è certamente soggettivo e fenomenologico ), lascia che me lo so nei commenti ^ 3.
Note e riferimenti
^ 1 Ho appena trovato una serie di lezioni con Rovelli, Smolin e Muller (e anche Stuart Kauffman e molti altri grandi pensatori). Sembra molto promettente!
^ 2 Ecco un link alla mia tesi:
^ 3 Si noti che anche lanalisi di una frase o di unequazione richiede la capacità di elaborare un ordine o una sequenza di simboli e ciò si basa implicitamente sul tempo. : P