播客 | 大脑是台时光机 |「神经漫游」
本期介绍
Ep.5
你的大脑能做的最厉害的事情之一大概就是理解时间了。我们常常把时间和空间这两个概念并置。但实际上，时间与空间有很大区别。除却在大脑里回忆和想象时间的前后，你不能很自在地在时间的海洋中导航——如果真能轻易做到，也不会有星际穿越那样的电影了。
时间总是被我们以理解空间的方式来加以理解和比喻。我们会说时间是河流，或是道路，一条没有任何分岔、交叉、出口或转弯的道路。但和空间不同，我们可以用触摸的方式体验空间；但我们的大脑里没有一个叫“时间感受器”的东西。
那么，我们的大脑是怎么表征、再现和理解时间的呢？为什么记忆里承载了时间的陈旧和新鲜，为什么我们说记忆会被时间磨损？这一期，让我们从神经科学的一项研究出发，来聊一聊大脑依靠什么理解过去、现在和未来之间的差异。
本期纲要
Ep.5
[00:00] 节目通告
[02:16] 时间的隐喻：时间戳 & 彗星的尾巴
[04:50] 介绍刘越参与研究的时间模型与其尺度不变性
[11:53] 大脑怎么上时间戳：时间细胞的发现
[14:20] 任何有动力学的系统都可以表征时间
[21:10] 时间的感知是一种高级认知，需要在行为实验中研究
[22:35] 中心的和分布式的时钟
[26:00] 大脑表征时间的数学模型
[31:30] 又谈记忆随时间衰变的尺度不变性
[36:50] 时间存于所有种类的记忆之中
[41:39] 神经元突触的可塑性帮助我们弥合联系时间相近的事件
[48:15] 时间作为空间的隐喻：人类学角度，人感知时间的可能性与局限
[01:10:18] 在机器人上重编码时间？
[01:15:30] 讲到时间，有关自由意志的边缘讨论
[01:25:45] 一个思想实验：当你的心理时间和外界不协调，你的时间和他人有区别吗？
[01:28:01] 回到语言如何改变对时间的认知
勘误
Ep.5
※方括号内为修正口头表述不准确的部分
尺度不变性指的是[不是指数衰减]而是幂函数状衰减
时间细胞（Time Cell）是否能表征时间[并非00:15:00处说的不重要而是]还需要进一步实验证据，譬如针对不同时间尺度的实验
对于编码时间的模型，我们虽然不区分长期和短期的记忆（long vs. short term memory）[但并非所有类型的记忆都不区分]。需要区分陈述性记忆（declarative memory）和进程记忆（procedural memory）。Marc Howard的理论主要牵涉陈述性记忆中的事件记忆（episodic memory）。
延伸阅读
Ep.5
认知神经科学理论实验室
Theoretical Cognitive Neuroscience Lab，嘉宾刘越所在的实验室，导师Marc W. Howard
- 参见http://sites.bu.edu/tcn/
尺度不变性（Scale-Invariant）
- 参见https://en.wikipedia.org/wiki/Scale_invariance
认知地图 Cognitive Map
Tolman EC (1948) Cognitive maps in rats and men. Psychol Rev 55:189–208
- 参见http://doi.apa.org/getdoi.cfm?doi=10.1037/h0061626
Memory Space：Howard Eichenbaum’s memory space
Eichenbaum H, Dudchenko P, Wood E, Shapiro M, Tanila H (1999)The hippocampus, memory, and place cells: Is it spatial memory or a memory space? Neuron 23:209–226；
(c.f. Howard MW, Eichenbaum H (2015) Time and space in the hippocampus. Brain Res 1621:345–354
- 参见
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627300807734?via%3Dihub
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006899314014917
位置细胞（Place Cell）
O’Keefe J, Dostrovsky J (1971) The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat. Brain Res 34:171–175
- 参见http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/5124915
空间导航（Spatial Navigation）
- 参见https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2014/summary/
时间细胞（Time cell）
Eichenbaum H (2014) Time cells in the hippocampus: a new dimension for mapping memories. Nat Rev Neurosci 15:732–744
- 参见http://www.nature.com/articles/nrn3827
循环神经网络（RNN）
- 参见http://www.scholarpedia.org/article/Recurrent_neural_networks
机器的灾难性遗忘
- 参见https://www.zhihu.com/question/265056068
Shankar KH, Howard MW (2012) A Scale-Invariant Internal Representation of Time. Neural Comput 24:134–193 ；
或见Howard, Marc W., et al. "A distributed representation of internal time." Psychological Review 122.1 (2015): 24.
- 参见http://www.mitpressjournals.org/doi/10.1162/NECO_a_00212
http://sites.bu.edu/tcn/files/2015/12/HowardEtal-PsychReview-2015.pdf
/时间作为概念（conception）而非知觉（perception）：认知人类学家&哲学家 /
以空间作为喻体的时间（spatial construals of time）
空间：object-centric vs. ego-centric vs. geo-centric
时间：Deictic Time vs. Sequence Time
图片来源
Núñez, Rafael, and Kensy Cooperrider. "The tangle of space and time in human cognition." Trends in cognitive sciences 17.5 (2013): 220-229.
柏格森（Bergson）和他的生命哲学
介绍柏格森的著作：《时间的观念》《爱因斯坦与柏格森之辩》
柏格森本人著作：《时间与自由意志》
柏格森的论文：Bergson, H. 1988. Matter and memory, trans. N. M. Paul and W. S. Palmer. Cambridge, MA: Zone Books. (originally published 1896) .
/ 感觉时间作为知觉（Sensation）：认知心理学家 /
时间知觉
指人在不使用任何计时工具的情况下，对客观现象的延续性和顺序性的感知。
帕金森氏病患者无法正确感知时间和速度；
Zeitraffer phenomenon：时间流失如电影慢镜头，声音不受影响。
- 参见https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%99%82%E9%96%93%E7%9F%A5%E8%A6%BA
https://www.bbc.com/future/article/20140624-the-man-who-saw-time-freeze
/ 时间作为意识的模式（modes of Consciousness）/
《大脑是台时光机》（Your Brain is a Time Machine）
中央生物钟（Central Clock）& 分布式时钟（distributed clocks models）概念；
作者（神经科学家）博南诺 （Dean Buonomano）生动详解什么是分布式的时钟； >> 国内译本很快出版哦
博南诺的论文：Paton, J. , Buonomano, D. 2018. The Neural Basis of Timing：Distributed Mechanism for Diverse Functions. Neuron, Vol. 98. Issue 4. P. 687-705. May 16, 2018.
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上海纽约大学神经科学博士生。复旦生科院毕业。现在跟着Sukbin Lim用数学模型研究记忆和神经可塑性，还在找课题。
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汉那
UCSD 认知科学本科在读。心灵哲学 / 语言认知 / 科技人文 / 后人类。写字，摄影，嗜咖啡。游荡者。书呆子。野心家。
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刘越
波士顿大学物理博士在读，复旦大学物理系本科，研究方向是计算认知神经科学。
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统筹：汉那、EON
主播：汉那、老猫
特邀嘉宾：刘越
后期：北方
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