Melhor resposta
A “constante de tempo de membrana” de um neurônio é simplesmente uma forma de medir a rapidez com que um neurônio ” O nível de tensão decai ao seu “estado de repouso” depois de receber um sinal de entrada.
Em física e engenharia, uma “constante de tempo” é uma maneira de descrever quão rápido ou lento um sistema reage a algo quando o A reação pode ser descrita como um decaimento exponencial.
O decaimento radioativo é um exemplo familiar de uma constante de tempo. Um elemento com uma “meia-vida” de 100 anos será 50\% menos radioativo após 100 anos. “constante de tempo” um tanto menos intuitiva é quanto tempo algo levará para chegar a 1 / e de seu valor original. A constante matemática “e” é cerca de 2,7, e 1 / e = 0,368, portanto, um elemento radioativo com um tempo constante de 100 anos estará em 37\% de sua intensidade original após 100 anos.
Os neurônios têm constantes de tempo de cerca de 5 a 20 milissegundos (ms), o que significa que após um neurônio re se receber um sinal de entrada (ou “pico”) de outro neurônio, sua voltagem aumentará rapidamente e diminuirá para 37\% acima de seu estado de repouso após 5 a 20 ms (dependendo da constante de tempo exata).
Esta imagem mostra a aparência de um pico neural de entrada (gráfico superior) e o “EPSP” (potencial pós-sináptico excitatório) (gráfico inferior). Você pode ver que o EPSP sobe rapidamente seguindo o pico de entrada e diminui para cerca de 37\% de sua voltagem após cerca de 10 ms.
O contribuidor e neurocientista do Quora Shreejoy Tripathy criou um ótimo gráfico de constantes de tempo de membrana para muitos neurônios comuns disponíveis aqui: constante de tempo da membrana
Os neurônios podem ser modelados como circuitos elétricos em miniatura, e a constante de tempo pode ser calculada a partir dos valores do circuito no modelo. Embora, na verdade, funcione ao contrário … os neurocientistas medem a constante de tempo experimentalmente e inferem os valores do circuito a partir disso. Veja a resposta de Yohan John para detalhes.
Resposta
“O tempo é a escola em que aprendemos, o tempo é o fogo em que queimamos.”
– de Calmamente caminhamos neste dia de abril por Delmore Schwartz
Não há uma definição específica de tempo do ponto de vista da neurociência. Eu diria que ninguém sabe realmente o que é o tempo – e isso inclui os físicos, que reconhecidamente lançaram muita luz sobre o assunto.
O problema central do tempo da perspectiva da psicologia é como e por que vivemos isso. Parece que estamos no presente, com a capacidade de lembrar o passado e antecipar o futuro. Muitas pessoas também sentem intuitivamente como se o futuro ainda não tivesse acontecido.
A física nos dá nenhuma noção de por que nos sentimos como se estivéssemos no aqui e agora. Do ponto de vista de pelo menos algumas interpretações da física, o tempo é “apenas” outra dimensão espacial, portanto, não existe um local “preferido” no espaço-tempo chamado de presente. Este leva algumas pessoas a chamarem o tempo de ilusão. Acho que isso está profundamente equivocado, mas é claro, o debate não pode ser encerrado facilmente.
O debate sobre a física do tempo
Mesmo entre os físicos, existem dois campos emergentes ^ 1. A ala tradicional pode ser identificada em nosso ponto atual na história da ciência (por volta de 2018) com o físico Carlo Rovelli, que argumenta em seu livro A Ordem do Tempo , que “não existe passado ou futuro” . (Ainda não li este livro.)
No outro extremo estão os físicos Lee Smolin e o próprio Richard Muller do Quora. O livro de Lee Smolin Time Reborn argumenta que a concepção tradicional da física do tempo como ilusório é problemática, e ele tenta restaurar algo semelhante às noções intuitivas de passado, presente e futuro. Eu li a maior parte do livro – eu simpatizo com a perspectiva geral, mas confesso que não entendi totalmente o que ele queria dizer.
Richard Muller também parece estar indo em uma direção semelhante com seu livro AGORA: A Física do Tempo . Eu ainda não li este livro, mas parece estar restaurando a ideia de que o futuro ainda não aconteceu.
A neurociência da percepção do tempo e da ação cronometrada
Dados neurocientíficos e experimentos não podem influenciar diretamente o debate entre os físicos. Tudo o que a neurociência pode realmente fazer é olhar para os correlatos de fenômenos como estimativa do tempo, arrastamento rítmico e alterações subjetivas na sensação da passagem do tempo.
Eu estudei um pouco disso como parte do meu trabalho de tese de doutorado ^ 2 .Eu observei um fenômeno chamado tempo de intervalo, que é a capacidade de humanos e animais de antecipar um evento recompensador ou punitivo na faixa de segundos a minutos e tomar as medidas adequadas.
Estudos mostram que dopaminérgicos e drogas colinérgicas podem afetar essa capacidade: agonistas dopaminérgicos como anfetamina e cocaína causam uma aceleração temporária na taxa de relógio interna, de modo que os sujeitos pensam que passou mais tempo do que na realidade. Os antagonistas dopaminérgicos têm o efeito oposto. Com a exposição prolongada à droga, o sujeito aprende a compensar o ‘relógio’ alterado. (É tentador conectar esses resultados com a sabedoria popular de que “o tempo voa quando você está se divertindo”.) As drogas colinérgicas têm um efeito complementar fascinante: não fazem nada imediatamente, mas gradualmente causam deslocamentos no tempo lembrado, e esses deslocamentos não podem ser compensados.
Os grandes imponderáveis
Observe que esses estudos de neurociência nunca nos dizem o que o tempo é, ou o que é a percepção subjetiva do tempo. Isso apenas mostra que certas áreas do cérebro e substâncias químicas parecem estar envolvidas. Pode-se ir mais longe e dizer que a percepção do tempo envolve a medição das taxas de mudança – seja de processos externos, processos neurais internos ou (mais tipicamente) alguma combinação dos dois.
Mas dizer que o tempo é a consciência ( ou facilitador ou meio) de mudança não quer dizer muito, uma vez que a mudança só pode ser entendida em termos de tempo. Mudança é uma diferença entre dois estados… e dizemos que existem dois estados em primeiro lugar porque eles diferem em tempo .
Pensamento ao longo dessas linhas me levou a pensar no tempo, espaço, existência e mente como “imponderáveis”. É impossível para mim pensar em qualquer um deles sem usar os outros três, explícita ou implicitamente.
- Tempo é o desdobramento ordenado das diferenças nas propriedades, e essas propriedades precisam de algum espaço para existir. E o conceito de diferença requer uma mente engajada na comparação de antes e depois (ou aqui e ali, ou isso e aquilo).
- Espaço é o layout das configurações possíveis das propriedades. Só podemos nos tornar cientes de sua existência e estrutura criando caminhos sequenciais através dele no tempo. E só podemos saber que percorremos um caminho se tivermos uma mente que está acompanhando as mudanças das propriedades existentes.
- Existência implica algum tipo de persistência ou permanência de propriedades no tempo. E as propriedades são percebidas pela mente como tendo localização e extensão (em algum espaço, seja geométrico ou mais abstrato).
- Mente é aquela que está ciente das propriedades, espaço e tempo. Ele não pode se tornar consciente de si mesmo sem a mudança de algo .
Então você vê por que chamo esses quatro de Grandes Imponderáveis? 🙂
Se você acha que pode me salvar do meu pensamento circular de quatro vias (que é reconhecidamente subjetivo e fenomenológico ), deixe saber nos comentários ^ 3.
Notas e referências
^ 1 Acabei de encontrar uma série de palestras apresentando Rovelli, Smolin e Muller (e também Stuart Kauffman e muitos outros grandes pensadores). Parece muito promissor!
^ 2 Aqui está um link para minha tese:
^ 3 Observe que mesmo analisar uma frase ou equação requer a capacidade de processar uma ordem ou sequência de símbolos, e isso depende implicitamente do tempo. : P