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뉴런의 “막 시간 상수”는 단순히 뉴런의 속도를 측정하는 방법입니다. ” s 전압 레벨은 입력 신호를 수신 한 후 “휴식 상태”로 감소합니다.
물리 및 공학에서 “시간 상수”는 시스템이 어떤 것에 반응하는 속도를 설명하는 방법입니다. 반응은 지수 붕괴로 설명 할 수 있습니다.
방사성 붕괴는 시간 상수의 익숙한 예입니다. “반감기”가 100 년인 원소는 100 년 후 방사능이 50 \% 감소합니다. 다소 덜 직관적 인 “시상수”는 원래 값의 1 / e에 도달하는 데 걸리는 시간입니다. 수학 상수 “e”는 약 2.7이고 1 / e = 0.368이므로 시간이있는 방사성 원소 100 년의 상수는 100 년 후에 원래 강도의 37 \%가됩니다.
뉴런의 시간 상수는 약 5-20 밀리 초 (ms)입니다. 다른 뉴런에서 입력 신호 (또는 “스파이크”)를 받으면 전압이 빠르게 상승한 다음 5-20ms (정확한 시간 상수에 따라 다름) 후 휴지 상태보다 37 \%까지 감소합니다.
이 이미지는 인바운드 신경 스파이크가 어떻게 생겼는지 (상단 그림)와 “EPSP”(흥분성 시냅스 후 전위)가 어떻게 생겼는지 (하단 그림) 보여줍니다. EPSP는 입력 스파이크 후에 빠르게 상승하고 약 10ms 후에 전압의 약 37 \%까지 감소하는 것을 볼 수 있습니다.
Quora 기여자이자 신경 과학자 인 Shreejoy Tripathy는 여기에서 사용할 수있는 많은 일반적인 뉴런에 대한 막 시간 상수의 훌륭한 플롯을 만들었습니다. 멤브레인 시정 수
뉴런은 소형 전기 회로로 모델링 할 수 있으며 모델의 회로 값에서 시정 수를 계산할 수 있습니다. 실제로는 다른 방식으로 작동하지만 신경 과학자들은 실험적으로 시간 상수를 측정하고 그로부터 회로 값을 추론합니다. 자세한 내용은 Yohan John의 답변을 참조하세요.
답변
“시간은 우리가 배우는 학교이고 시간은 우리가 태우는 불입니다.”
-Delmore Schwartz의 Calmly We Walk through This April s Day(Delmore Schwartz)
신경 과학 관점에서 시간에 대한 구체적인 정의는 없습니다. 나는 누구도 시간이 무엇인지 정말로 모른다고 주장하고 싶다. 여기에는이 주제에 대해 많은 빛을 비추는 물리학 자들도 포함된다.
심리학의 관점에서 시간의 핵심 문제는 어떻게 그리고 우리는 과거를 기억하고 미래를 예측할 수있는 능력을 가진 현재에있는 것 같습니다. 또한 많은 사람들이 미래가 아직 일어나지 않은 것처럼 직관적으로 느낍니다.
물리학은 우리에게 우리가 지금 여기에있는 것처럼 느끼는 이유에 대한 감각이 없습니다. 적어도 물리학의 일부 해석의 관점에서 시간은 단지또 다른 공간 차원이므로 현재라고하는 시공간에서 선호하는위치는 없습니다. 이 어떤 사람들은 시간을 환상이라고 부릅니다. 이것은 매우 잘못된 것이라고 생각합니다. 물론 논쟁은 쉽게 끝날 수 없습니다.
시간 물리학에 대한 논쟁
물리학 자들 사이에서도 두 개의 진영이 생겨납니다 ^ 1. 전통적인날개는 과학 역사의 현재 시점 (2018 년 경)에서 물리학 자 Carlo Rovelli와 함께 확인할 수 있습니다. 그는 그의 책 The Order of Time 에서 주장합니다. , “과거 또는 미래는 없습니다”. (아직이 책을 읽지 않았습니다.)
다른 극단에는 물리학자인 Lee Smolin과 Quora의 자신의 Richard Muller가 있습니다. Lee Smolin의 저서 Time Reborn 은 시간에 대한 전통적인 물리학 개념이 환상적이라고 주장합니다. 그리고 그는 과거, 현재, 미래의 직관적 인 개념과 유사한 것을 복원하려고 시도합니다. 나는 대부분의 책을 읽었습니다. 나는 일반적인 견해에 동정하지만 그가 무엇을 얻고 있는지 완전히 이해하지 못했다고 고백합니다.
Richard Muller도 비슷한 방향으로 가고있는 것 같습니다. 그의 저서 NOW : The Physics of Time . 아직도이 책을 읽지 않았지만 미래가 아직 일어나지 않았다는 생각을 복원하는 것 같습니다.
시간 지각과 시간에 따른 행동의 신경 과학
신경 과학 데이터와 실험은 물리학 자들 간의 논쟁에 직접적인 영향을 미칠 수 없습니다. 신경 과학이 할 수있는 모든 것은 시간 추정, 리드미컬 한 동반, 시간이 지나가는 느낌의 주관적 변화와 같은 현상의 상관 관계를 보는 것입니다.
저는 박사 학위 논문 작업의 일부로 이것의 일부를 연구했습니다 ^ 2 .저는 인간과 동물이 몇 초에서 몇 분 단위로 보상 또는 처벌 이벤트를 예상하고 적절한 조치를 취하는 능력 인 인터벌 타이밍이라는 현상을 살펴 보았습니다.
연구에 따르면 도파민과 콜린성 약물은이 능력에 영향을 미칠 수 있습니다. 암페타민 및 코카인과 같은 도파민 성 작용제는 내부 시계 속도를 일시적으로 증가시켜 피험자들은 실제보다 더 많은 시간이 경과했다고 생각합니다. 도파민 길항제는 반대 효과가 있습니다. 약물에 장기간 노출되면 피험자는 변경된 시계를 보상하는 방법을 배웁니다. (이 결과를 “즐거우면 시간이 흘러 간다”는 통념과 연결하고 싶은 유혹이 있습니다.) 콜린성 약물은 매혹적인 보완 효과를 가지고 있습니다. 즉각 아무것도하지 않고 기억 된 시간에 점차적으로 변위를 일으 킵니다. 변위는 보상 할 수 없습니다.
The Great Imponderables
이러한 신경 과학 연구에서는 시간 또는 주관적인 시간 인식이 무엇인지. 특정 뇌 영역과 화학 물질이 관련되어 있음을 보여줍니다. 더 나아가 시간 인식은 외부 프로세스, 내부 신경 프로세스 또는 (더 일반적으로) 둘의 일부 조합 중 하나의 변화율을 측정하는 것과 관련이 있다고 말할 수 있습니다.
하지만 그 시간이 인식입니다 ( 또는 변화의 원동력 또는 매체) 변화는 시간의 관점에서만 이해할 수 있기 때문에 많은 것을 말하지 않습니다. 변화는 두 상태의 차이입니다… 그리고 우리는 시간 이 다르기 때문에 처음에 두 가지 상태가 있다고 말합니다.
생각하기 이 라인을 따라 시간, 공간, 존재, 마음을 무적으로 생각하게되었습니다. 명시 적 으로든 묵시적 으로든 다른 세 가지를 사용하지 않고는이 중 하나를 생각할 수 없습니다.
- 시간 은 속성의 차이가 순서대로 펼쳐지고, 이러한 속성은 존재하기위한 약간의 공간이 필요합니다. 그리고 차이의 개념은 전후 (또는 여기 저기, 또는 이것 저것)를 비교하는 마음이 필요합니다.
- 공간 은 가능한 속성 구성의 레이아웃입니다. 우리는 시간에 따라 순차적 인 경로를 생성해야만 그 존재와 구조를 인식 할 수 있습니다. 또한 기존 속성의 변경 사항을 추적하는 마음이있는 경우에만 경로를 통과했음을 알 수 있습니다.
- 존재 시간에 따른 속성의 지속성 또는 영속성을 의미합니다. 그리고 속성은 (기하학적이든 더 추상적 인 든 상관없이 일부 공간에서) 위치와 범위를 갖는 것으로 마음에 인식됩니다.
- 마인드 는 속성, 공간 및 시간을 인식하는 것입니다. 무언가 의 변화 없이는 스스로를 인식 할 수 없습니다.
그러면 제가이 네 가지를 위대한 불가사의라고 부르는 이유를 알겠습니까? 🙂
내 4 방향 순환 적 사고 (당연히 주관적이고 현상 학적 )에서 나를 구할 수 있다고 생각한다면 댓글로 알고 있습니다 ^ 3.
노트 및 참고 자료
^ 1 방금 강의 시리즈를 찾았습니다. Rovelli, Smolin 및 Muller (및 Stuart Kauffman 및 기타 많은 위대한 사상가)가 출연합니다. 매우 유망 해 보입니다!
^ 2 여기 제 논문에 대한 링크가 있습니다.
강화 기반 획득 및 피질 늑골 회로에서 시간 제한 동작 전환 성능의 신경망 모델
^ 3 문장이나 방정식을 구문 분석하려면 기호의 순서 또는 시퀀스를 처리 할 수있는 능력이 필요하며 이는 암묵적으로 시간에 의존합니다. : P