Hjernetid

«Hold hånda di på en varm kokeplate i ett minutt og det føles som en time. Sitt sammen med ei vakker jente i en time, og det føles som ett minutt. Det er relativitet!» Dette kjente sitatet fra Albert Einstein var myntet på å illustrere at tiden i følge hans relativitetsteorier ikke er en absolutt uforanderlig størrelse. Men egentlig illustrerer sitatet enda bedre hvor dårlig hjernen vår kan være til å holde orden på tiden. 

Det fortelles at den store italienske fysikeren Galileo Galilei som ung student la merke til at lampene i katedralen i Pisa syntes å pendle fram og tilbake med samme svingetid uansett hvor stort utslaget i svingningen var (les mer om pendelen). For å teste teorien brukte han sine egne pulsslag for å måle tiden, ikke en dum ide hvis man har funnet roen under en langdryg preken. Men hjertepulsen varierer mye både med fysisk aktivitet og sinnstilstand, så en robust klokke er den ikke.

hjernetid COLOURBOX6802526 Ill.: colourbox.no Hjernen er lagd for å bidra til at eieren overlever, så klokkefunksjonene er best der tidsangivelse eller nøyaktig tidsmåling er direkte viktig for overlevelse. For eksempel er det viktig at kroppens døgnsyklus følger jordens døgnsyklus, så vi har egne celler i en liten del av hjernen kalt hypothalamus som sørger for at vi får en passende søvnrytme (les mer om klokka i kroppen). Dessverre synes mange av oss, spesielt B-mennesker, å ha døgnrytmene innstilt på litt mer enn 24 timer, slik at det er vanskelig å komme seg til sengs i høvelig tid, og enda vanskeligere å komme seg opp om morgenen.

Når vi hører en truende lyd, for eksempel fra et farlig dyr, er det viktig å kunne høre hvor lyden kommer fra slik at vi vet i hvilken retning vi skal rømme. Her imponerer hjernen ved å utnytte at lydbølgene ankommer det ene øret litt tidligere det andre. Denne tidsforskjellen er på mindre enn et tusendels sekund, men er likevel lang nok til at hjernens hørselssystem greier å utnytte den.

Hjernens synssystem greier bare å prosessere og tolke omtrent ti stillbilder per sekund. Hvis vi øker presentasjonsraten, så vil hjernen prøve å tolke bildesekvensen som en kontinuerlig bevegelse. Dette utnyttes når vi ser filmer på kino eller TV: Når mer enn femti bilder som gradvis forandrer seg presenteres per sekund, er det akkurat som om vi ser scenen utspille seg foran oss i virkeligheten.

Hjernen virker videre å være designet for å sette sammen ulike typer informasjon som ankommer på litt forskjellige tidspunkter til et hele. De første TV-konstruktørene var for eksempel bekymret over hvordan de teknisk skulle få til å synkronisere bildepresentasjon og lydutsendelse. Men der kom hjernen til hjelp. Det viste seg at hvis synkroniseringsfeilen er mindre enn et tidels sekund, så merker ikke TV-titterne problemet. Hjernen sørger for den siste synkroniseringen selv. Et annet eksempel på hjernens tidstriksing: Hvis noen tar deg på nesa og tåa samtidig, oppfatter vi det som samtidig. Men signalet fra tåa beveger seg lenger og ankommer egentlig hjernen noen titalls millisekunder etter signalet fra nesa.

Analogt med at hjernen fremviser synsbedrag, så fremviser den også tidsbedrag, for eksempel i form av den såkalte teleskopeffekten. Hendelser som skjedde for mindre enn omtrent tre år siden oppfattes å ha skjedd lenger tilbake i tid enn de egentlig har (forward telescoping), mens hendelser som skjedde for mer enn tre år siden oppfattes å ha skjedd mer nylig enn de egentlig har. For eksempel er det nå mer enn elleve år siden tsunamikatastrofen som drepte over 200 000 mennesker, blant dem et åttitalls nordmenn. For meg virker hendelsen mye nærmere i tid.

Siden hjernens tidtakingssystemer er laget for å hjelpe oss til å overleve og ikke til å telle sekunder, er det kanskje ikke så rart at vår tidsoppfatning også varierer med situasjonen vi er i. Etter en uke på ferie i et eksotisk land føler vi at det er lenge siden vi dro fra Norge, men i den daglige tralten synes ikke forrige uke å være så lenge siden. En annen effekt på en mye kortere tidsskala er at vi oppfatter at tiden går saktere, dvs. at vi ser ting i «sakte kino», når vi blir redde, for eksempel når vi skremmes av skrekkfilmer, mister kontrollen over bilen i trafikken eller faller langt. Det siste ble faktisk undersøkt vitenskapelig i en fornøyelsespark i Texas hvor forsøkspersonene falt over tretti meter mens de fikk testet sin tidsoppfatning, før de ble fanget opp av et sikkerhetsnett! Det har også blitt påvist at tidsoppfatningen kan bli påvirket av kroppstemperatur, sykdom og bruk av rusmidler.

Vi oppfatter at tiden går saktere når vi blir skremt. Vi oppfatter at tiden går saktere når vi blir skremt. Ill.: colourbox.no

Mange har, som meg, følelsen av at tiden går fortere etter hvert som vi blir eldre. I barndommen kunne en sommer vare evig (sol var det også!), mens nå fyker den forbi. Det har blitt spekulert i om dette skyldes at tidsfølelsen vår er knyttet til prosentdelen av virkelig tid i forhold til hvor lenge vi har levd. For en tiåring utgjør én måned nesten én prosent av levd liv, mens for en femtiåring utgjør samme tidsrom under to promille av levetiden. En slik logaritmisk tidsoppfatning vil være i samsvar med den såkalte Weber-Fechner-loven for persepsjon av sanseinntrykk: Den minste merkbare forskjellen i stimulusintensitet (tenk for eksempel lysstyrke) er proporsjonal med nåværende styrke på stimulusen.

Denne trenden med at tiden går raskere for eldre mennesker har man også observert for kortere tidsintervaller. Da en gruppe eldre mellom seksti og åtti år ble bedt om å estimere når det hadde gått tre minutter, ble gjennomsnittsresultatet tre minutter og førti sekunder. Til sammenligning ble tilsvarende gjennomsnittsresultat for en gruppe personer i begynnelsen av tjueåra målt til tre minutter og tre sekunder.

En sommer i barndommen opplevdes gjerne som uendelig lang. En sommer i barndommen opplevdes gjerne som uendelig lang. Ill.: colourbox.no

Det at vår tidsoppfatning kan bli påvirket på så mange måter, indikerer at det ikke er ett enkelt system i hjernen som holder orden på tiden. Og studier basert på bruk av avanserte hjerneavbildningsteknikker har funnet at mange ulike deler av hjernen synes å være involvert i tidsmåling og tidsoppfatning hos mennesker.

Mer presise funn er gjort i rotteforsøk hvor forskere har mulighet til å måle aktivitet i enkeltnerveceller ved hjelp av tynne måleelektroder plassert inne i hjernen. Rotter er lærenemme dyr og bruker gjerne hjernen for å sikre seg en godbit eller en slurk vann når de er tørste. I et forsøk ble rotter trent til å dytte på en liten spak for å få en slurk med vann, men vannbelønningen kom bare hvis et bestemt antall sekunder hadde passert. Rottene lærte fort å estimere den riktige tiden, og forskerne fant fram til nerveceller i en del av hjernen som kalles striatum som sendte ut elektriske nervepulser (aksjonspotensialer) som til sammen registrerte tidsintervallet rottene måtte huske. Og ikke bare det: Når tidsintervallet som rottene måtte huske for å få vann, ble endret, ble utsendingen av nervepulsene i klokkesystemet justert for å passe med det nye intervallet. Så klokka ble tilpasset oppgaven!

Det er mye vi ikke vet om hvordan hjernen håndterer tid. Men én ting vi vet, er at hjernen ikke ble utviklet for å ta tiden på skiløpere eller pendelsvingninger. Så neste gang tiden løper i hyggelig selskap eller ikke løper når vi venter på et forsinket tog, så er nok hjernetid synderen og ikke Einsteins romtid.

Referanse

How the brain perceives time (2015). Science News, volum 188 (25. juli) s. 20.

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter 10. årstrinn
    • Kropp og helse
      • beskrive nervesystemet og hormonsystemet og forklare hvordan de styrer prosesser i kroppen

Læreplan i biologi - programfag i studiespesialiserende utdanningsprogram

  • Biologi 1
    • Fysiologien til mennesket
      • samanlikne hormonsystemet og nervesystemet og forklare korleis desse systema blir påverka av ulike stoff

Tema