时间知觉的理论模型与展望

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1、时间知觉的理论模型与展望摘要：时间知觉包括时距知觉和时序知觉。时距知觉的理论模型主要包括：起搏器一累加器模型、资源分配模型、记忆衰减模型和状态依赖网络模型；时序知觉的认知机制主要包括：中枢计时机制、特定特征机制和信息强度假设；同时考虑时距和时序加工的综合模型包括：层级周期振荡模型和时间认知分段综合模型。未来将在探明时间知觉与意识的关系、扩展时间知觉的应用领域以及多学科交叉和多方法结合探索机理上可能有大的进展。关键词：时间知觉；时距；时序；理论模型；时间认知分段综合模型中图分类号：B842文献标识码：A文章编号：1673-9841(2011)05-00

2、26-08时间信息加工(temporalinformationprocessing)的研宄范围非常广泛，从微秒至数十年的时间范围均可以作为研究对象。微秒范围的时间信息可以用于定位发声源;毫秒范围的时间信息加工是运动控制、语言、音乐知觉等行为的基础；秒、分和小时范围的时间信息加工涉及决策、觅食和有意识的时间估计；生物钟负责天范围的时间信息加工。如图1所示，对各个范的时间信息进行加工的精确性和灵活性也不同，天范围的生物节律具有较高的精确性，但缺乏灵活性；秒、分和小时范围时间加工的精确性较低，但灵活性较高；秒以下的时间加工的精确性的变化范围较大，主要取决于

3、神经系统的内部属性。时间知觉(timeperception)研究毫秒至大约3秒内的时间信息加工，而大约3秒以上的时间信息加工称为时间估计(timeestimation)。时间知觉与“知觉到的现在”的内涵大致相同，是指将一些时间上相继的事件感知为大致同时或一个整体的经验；虽然也牵涉时距，但不同于时间估计，不牵涉长时记忆，是对当前刺激的直接反应；虽然也牵涉时序，但有一定的时限、顺序，知觉依赖于同质刺激的自发组织，不同于对顺序的记忆重构。时间知觉对人的生存具有重要意义，一直受到研究者的关注。图2为1952-2009年每年发表的时间知觉相关论文数量。从图2可

4、以看出：1970年以前每年发表论文在100篇，以下；1970—2000年间，每年发表论文100篇左右;2000年以后发表论文数迅速增加，2009年发表452篇论文，说明研究者意识到时间知觉研宄具有非常大的意义，并且研宄兴趣在逐年增加。持续性和顺序性是时间知觉研宄的重要内容，本文将从时距知觉和时序知觉这两方面对时间知觉的理论模型进行介绍。一、时距知觉的理论模型时距知觉仅限于大约3秒内的持续性知觉，该范围内的时距信息被整合为一个整体进行加工，持续性和整体性是时距知觉的两个重要特征。按照时距信息的表征方式，可以把时距知觉的理论模型划分为：起搏器累加器模型、

5、资源分配模型、记忆衰减模型和状态依赖网络模型。(一)起搏器一累加器模型起搏器一累加器(pacemaker-accumulator)的思想来源于机械钟表，最早是由Treisman所提出来的，这一思想成为随后所提出来的一系列时间信息加工模型的基础。内部时钟模型(internalclockmodel)假设脑内存在一个起搏器(pacemaker)或振荡器，它按照一定的频率稳定地发出脉冲，这些脉冲被一个计数器记录整合，成为表征时间的基础。计数器所记录的时间信息可以进入存储器和比较器，比较器将当前时间信息与存储器中的时间信息进行比较。标量计时理论(scalart

6、imingtheory)是在内部时钟模型的基础上发展起来的。该理论最初称为标量期待理论(scalarexpectancytheory),其名称来源于时距估计的标量属性，即时距的内部表征并非完全与物理时距一样，而是符合正态分布，其标准差除以平均值为一常数，标量属性说明时距估计也符合韦伯定律(Weber'slaw)。该模型包括时钟、记忆和决策三个水平。时钟阶段通过起搏器以一定的频率产生脉冲，注意时间特征会使起搏器和累加器之间的开关联通，从而使脉冲通过开关进入累加器。记忆阶段由工作记忆和参照记忆组成，累加器把有关的时间信息传送至工作记忆和参照记忆中，并形成

7、相应的时间表征。决策阶段主要对工作记忆中的当前时距和参照记忆中的时距表征进行比较。以起搏器一累加器的思想为基础，结合神经生物学领域的研究，Meek等提出了纹状体振荡频率模型(striatalbeatfrequencymodel,SBF)。该模型认为，在皮质一纹状体回路中，对皮质中神经元振荡的同步检测(coincidencedetection)是时间信息表征的神经基础。前额皮质神经元可以采用振荡(oscil-lation)对刺激进行表征，纹状体(位于基底祌经节)可以检测皮质神经元的振荡模式，刺激的物理特征信息可由振荡神经元获得，而时间信息可由振荡的相对

8、相位提取。如图3所示，前额皮质中的神经元A、B和C以一定的频率进行振荡，纹状体的中型棘神经元(mediums