“宇宙大爆炸理论”认为140亿年前的一个致密炽热的奇点发生了大爆炸，随后膨胀形成了宇宙，而在宇宙诞生的那一刻，时间和空间随之诞生了。时间和空间是物质存在的基本属性，它们二者一起描述着事物存在和发展的秩序。在我们的日常生活中，时间和空间的关系也十分紧密，共同影响我们的生活。比如，我们常用空间信息去描述时间信息：“这段时间很‘长’、过了一‘段’时间、想起‘前面’的事”等等。

我们感受到的时间长度会受到自身情绪、专注程度等因素的影响，比如：当你心情愉快地做事时，会感到时间流逝得特别快；而当你心情不佳，就会感觉时间的步伐好像变慢了。同样地，我们感受到的时间长度也会受到空间距离的干扰而导致扭曲失真。一个较为著名的时空干扰效应为“Kappa效应”，研究该效应的最简单的实验是：将两个灯泡放置在一条水平线上，使其在一定时间间隔内依次闪烁，此时改变两个灯泡放置的位置，调节它们之间的空间距离，我们会知觉到时间间隔会随着空间距离的增加而增加。科学家已经证明，在人类视觉、听觉和触觉的感觉加工中都存在Kappa效应。那么，这种现象是如何产生的，它又与我们大脑中的哪个部位有关呢？

西南大学心理学部陈有国副教授时空认知课题组，采用脑电设备测量实验参与者完成 Kappa 效应任务的脑电波（图1）。在实验中，两个小圆从中心向左或右视野依次闪现，两个圆之间的时间间隔随机选自0.8 秒和 1.2 秒，它们之间的空间距离随机选自0°、5.8°和 15.5°。要求参与者通过按空格键来复现小圆间的时间间隔（图2A）。

图1 实验参与者正在进行脑电实验

结果显示，实验参与者知觉到的时间长度随着两个小圆之间的时间间隔和空间距离的增加而增加（图2B），产生了典型的Kappa效应。此外，参与者知觉到时间越长，位于大脑顶叶区域的脑电成分P2和P3b的波幅就越大；偶极子源定位技术揭示顶叶P2和P3b成分发源于顶叶皮质（图3）。这些发现为时间与空间信息在工作记忆中整合成为共同的量值表征提供了电生理证据。

图2 实验流程图与行为结果

图3 时空信息量值表征更新诱发P2-P3b神经源的激活波形、地形图和定位

P2和P3b脑电波与工作记忆中的时间信息表征有什么关系呢？陈有国说，人脑中存在着暂时存储信息的缓冲器称之为工作记忆。外部输入的各种信息均会进入工作记忆，导致工作记忆中的信息更新，并同时产生了P2和P3b脑电波。这个心理过程有点像我们向池塘中扔石头，一般说来，石头越大产生的水波就越大。工作记忆就像平静的池塘，外部输入大脑的时间、空间、颜色等信息就像石头，P2和P3b脑电波就像水波。大脑根据P2和P3b的波幅推测时间的长度，就像我们根据水波的大小推测石头的大小。时间信息和空间信息同时进入工作记忆诱发的P2和P3b要大于时间信息单独诱发的P2和P3b，就像我们有一块石头和一块砖头，石头和砖头一起扔进池塘比单独扔石头产生的水波更大。由于很多因素（如情绪、注意、数量等）均会影响P2和P3b脑电波的波幅，所以我们很难准确地估计时间长度。

该研究“Electrophysiological evidence for a common magnitude representation of spatiotemporal information in working memory” 已于2021年11月18日被国际著名神经科学期刊《Cerebral Cortex》（中科院SCI一区，位于该领域学术期刊的前5%）正式接收。西南大学心理学部硕士研究生崔明慧为论文的第一作者，陈有国为通讯作者。该研究得到了教育部人文社会科学一般项目、重庆市社会科学规划项目等基金的资助。

参考文献

Cui, M. H, Peng, C. H., Huang, M., Chen, Y. G. (2021). Electrophysiological evidence for a common magnitude representation of spatiotemporal information in working memory. Cerebral Cortex. https://doi.org/10.1093/cercor/bhab466

                                                                                                                          【撰稿人：陈有国   审核领导：陈安涛】