Психологи з'ясували, що зміна суб'єктивного сприйняття часу пов'язана з десенситизацією надкрайової звивини теменної частки мозку. Після того, як добровольцям пред'являли серію коротких стимулів, ті сприймали проміжки часу як більш довгими, а активність теменної кори у відповідь на короткі сигнали знижувалася. Автори статті, опублікованої в журналі, вважають, що суб'єктивне відчуття часу «зберігається» саме в надкрайовій звивині.
Сприйняття часу не постійно. Залежно від ситуації (наприклад, від того, рухаємося ми чи ні і наскільки зосереджена наша увага) невеликі проміжки часу можуть здаватися нам довше або коротше. Умови, які впливають на сприйняття часу, вивчені добре, а ось які нейронні структури і механізми стоять за цим, ясно не до кінця. Згідно з однією з моделей, нейрони, які сприймають проміжки часу (імовірно, вони знаходяться в надкрайовій звивині теменної частки мозку), можуть десенситизуватися, тобто звикнути і слабше реагувати на тимчасові відрізки, які регулярно повторюються. Якщо гіпотеза вірна, то різниця в сприйнятті часу виникає вже на нейронному рівні.
Масаміті Хаясі (Masamichi Hayashi) і Річард Іврі (Richard Ivry) з Каліфорнійського університету придумали експеримент, за допомогою якого можна простежити за мінливістю сприйняття часу як на психологічному, так і на фізіологічному рівні. За допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (фМРТ) вони спостерігали за активністю мозку 18 добровольців, які проходили тест на розрізнення проміжків часу.
Використовували три варіанти тесту: у першому на екрані перед учасниками на фіксований час (від 350 до 650 мілісекунд) з'являлося сіре коло, а потім учасники чули звуковий сигнал тривалістю 500 мілісекунд. Натисканням на одну з двох кнопок добровольці відзначали, який з двох стимулів здався їм більш довгим. У другому і третьому варіантах перед тестуванням проходила фаза адаптації: на екрані 30 разів поспіль сіре коло з'являлося на 200 (адаптація до коротких стимулів) або 700 (до довгих) мілісекунд.
У попередньому дослідженні було показано, що після адаптації сприйняття часових проміжків змінюється: якщо до тесту пред'являли серію коротких стимулів, відрізки часу здаються більш довгими, і навпаки. Дійсно, учасники експерименту з більшою ймовірністю відповідали, що зоровий стимул довший за звуковий, якщо до цього вони проходили адаптацію до повільних стимулів, і навпаки (p = 0,006).
Після адаптації змінювалася і активність правої надкраєвої звивини (p = 0,016): після серії коротких стимулів рівень кисню в крові (сигнал BOLD) в цій області був знижений у відповідь на короткі тестові стимули, а після адаптації до довгих стимулів - на довгі. Це можна пояснити тим, що нейрони, які реагують на короткі проміжки часу, після адаптації до них десенситизуються і слабше реагують на схожі за тривалістю стимули, тому і в цілому відповідь кори на такі сигнали нижче. На довгий же стимул після серії коротких реагують нейрони, чутливість яких не знижена, і активність надкраєвої звивини не зміняться.
Аналогічний ефект виявили і в середній скроневій звивині обох півкуль: активація цієї області теж змінювалася, якщо тривалість тестового сигналу була близькою до тієї, для якої проводили адаптацію (p < 0,05).
Психологічне сприйняття часу корелювало зі зміною активності надкрайової звивини: чим імовірніше людина помилялася в оцінці тривалості стимулу, тим нижчою була активність цієї області кори (коефіцієнт кореляції r = 0,645, p = 0,004). Кореляція ж активності середніх скроневих звивин з поведінковою відповіддю виявилася незначною. Тому вчені припустили, що в скроневій корі кодується тривалість фізичного стимулу (згідно з інформацією з зорової кори), а надкраєва звивина створює вже суб'єктивне відчуття часу, який може змінюватися і не збігатися з реальною тривалістю часових проміжків.
Отримані результати свідчать на користь гіпотези, що почуття часу виникає в результаті популяційного кодування, тобто активності цілої групи нейронів. Ймовірно, існують нейрони, чутливі до проміжків різної тривалості, і співвідношення їх збудження визначає почуття часу. Якщо в певній групі нейронів виникає звикання, то стимули відповідної довжини будуть більшою мірою розпізнавати клітини, відповідальні за іншу тривалість, а вся популяція буде давати зміщену відповідь.
На сприйняття часу також впливають дофамінові нейрони середнього мозку. Коли дослідники оптогенетично вимикали їх, у щурів порушувалося сприйняття стимулів різної тривалості.