Хроностаз

Хроностаз происходит от греческих слов «хронос» (время) и «стазис» (стоящий) и является типом временной иллюзии, при которой первое впечатление сразу за представлением нового события или требования к заданию для мозга кажется более длительным по времени. Например, хроностаз временно случается в тот момент, когда есть фиксация на целевом стимуле, за которой моментально следует саккада (то есть быстрое движение глаза). Это вызывает переоценку воспринимаемой длительности этого целевого стимула (то есть постсаккадного стимула). Этот эффект может увеличивать длительность отдельных воспринимаемых фрагментов до 500 миллисекунд и согласуется с идеей того, что визуальная система моделирует события до того, как они воспринимаются.

Общее проявление этой иллюзии известно как иллюзия остановившихся часов, когда секундная стрелка аналоговых часов кажется неподвижной дольше обычного при взгляде на неё в первый раз.

Эта иллюзия также может случаться аудиальной и тактильной системе. Например, одно из исследований предполагает, когд когда кто-либо слушает гудок в телефоне, попеременной пуская звук то в одно, то в другое ухо, он преувеличивает длительность отрезков времени между гудками.

Механизм действия

В целом хроностаз является результатом разрыва или отсутствия связи между визуальным чувством и восприятием. Чувство — информация, поступающая через глаза, — обычно напрямую интерпретируется для получения восприятия. Это восприятие является совокупностью информации, которую мы сознательно интерпретируем из визуального ряда. Тем не менее, быстрые движения глаз, известные как саккады, нарушают этот поток информации. Так как исследования в области связанной с визуальной обработкой неврологии всё ещё не завершено, нет единого мнения о том, за какое именно время происходят изменения в восприятии, ведущие к хроностазу. Но есть описание общей серии событий, которые ведут к хроностазу, на примере студента, который отводит глаза от своего стола и смотрит на часы на стене.

1. Глаза получают информацию от внешней среды относительно определённого фокуса. Этот сенсорный ввод направляется прямиком в зрительную зону коры головного мозга на обработку. После визуальной обработки сознание воспринимает этот объект в зоне фокуса. В контексте нашего примера, глаза студента сфокусированы на бумаге на столе. После того, как глаза собрали отражённый от бумаги свет и эта информация обработана в зрительной коре, студент сознательно воспринимает бумагу перед собой.
2. Следуя либо сознательному решению, либо непроизвольному восприятию стимула в периферии поля зрения, глаза намереваются передвинуться ко второй интересующей цели. Для вышеупомянутого студента это может случиться, когда он решает проверить время на часах на стене.
3. Мышцы глаза сокращаются, в следствие чего он начинает быстро двигаться ко второму объекту, совершая действие, известного как саккада. Как только саккада начинается, от глаза обратно в мозг посылается сигнал. Этот сигнал, известный как центробежный корковый триггер (или центробежная копия), сообщает мозгу о том, что саккада вот-вот начнётся. Во время саккад чувствительность собираемой глазами зрительной информации значительно уменьшается, из-за чего каждая картинка, поступившая во время саккад, сильно размазана. Для того, чтобы зрительная кора не обрабатывала эту мутную информацию, то, что собирается глазами во время саккад, подавляется при помощи процесса под названием «саккадическое подавление». Тот же механизм используется для предотвращения испытывания размытия в движении.
4. После окончания саккады глаза фокусируются на следующем объекте. Как только саккада завершается, от глаз к мозгу идёт следующий центробежный корковый триггер. Этот сигнал сообщает мозгу, что саккада завершена. Сразу после этого зрительная кора головного мозга снова начинает обрабатывать зрительную информацию. В случае со студентом его глаза достигли часов, а мозг начал обрабатывать информацию, поступающую от глаз. Но вот какое дело, второй триггер также сообщает мозгу, что из восприятия выпал отрезок времени. Чтобы заполнить этот пробел в восприятии, зрительная информация обрабатывается путём нервного предвосхищения (neural antedating), или «задним числом». В данной зрительное обработке пробел восприятия «заполняется» собранной после саккады информацией. Для студента это будет обработанное изображение часов. Таким образом, сразу после саккады секундная стрелка будет казаться неподвижной некоторое время.

При изучении хроностаза и лежащих в его основе причин есть возможная предвзятость в подготовке эксперимента. Во многих экспериментах участников просят выполнять какое-либо задание, соответствующее сенсорным стимулам. Это может привести к тому, что участники будут ожидать наступление стимулов, что в свою очередь повлияет на ход эксперимента. Кроме того, многие связанные с хроностазом механизмы являются сложными и тяжело измеримыми. Для экспериментатора сложно наблюдать воспринимаемый опыт участника без «влезания в их голову». Более того, обычно у экспериментатора Нат доступа к нервной системе и медиаторам внутри черепной коробки испытуемых.

Модулирующие факторы

Из-за сложности хроностаза есть различные характеристики стимулов и физиологических действий, которые могут изменить, как он ощущается. 

Саккадическая амплитуда

Чем выше амплитуда (или длительность) саккады, тем выше итоговая переоценка. Чем дальше глаза студента из примера выше должны перемещаться до часов, тем сильнее его восприятие хроностаза. Эта связь выступает в пользу предположения, что переоценка возникает для заполнения выпадающего в результате саккадического подавления времени. Это значит, что если бы саккада длилась дольше, больше времени понадобилось бы заполнять переоценкой.

Направление внимания

При сдвиге фокуса от одного объекта к другому саккадические движения глаз также сопровождаются сознательным сдвигом внимания. В контексте иллюзии остановившихся часов происходит не только движение глаз, но и смещение внимания в сторону часов. Это поставило перед исследователями вопрос о том, что именно вызвало саккадическое подавление, — движение глаз или просто сдвиг внимания наблюдателя в сторону второго стимула.

Эксперименты, в которых испытуемые направляли только своё внимание без движения глаз, показали, что перенаправление внимания само по себе недостаточно для начала хроностаза. Из этого можно сделать вывод, что внимание не является критерием для отсечки времени, когда восприятие заполняется обратно. Скорее наоборот, одно только физическое движение глаз выступает в роли критической отсечки.

Тем не менее, это отношение между вниманием и восприятием в контексте хроностаза часто сложно измерить и может быть предвзятым в условиях лаборатории. Из-за того, что испытуемые могут быть подвержены влиянию во время объяснения, какие действия производить или как направлять своё внимание, от концепции внимания как критической отсечки времени для хроностаза не стоит полностью отказываться.

Пространственная непрерывность

Можно задуматься о том, будет ли происходить хроностаз в случае, когда саккадическая цель двигается. Другими словами, будете ли вы испытывать хроностаз, если часы, на которые вы смотрите, сам двигаются? Экспериментальным путём исследователи установили, что появление хроностаза при движущемся стимуле зависит от осведомлённости испытуемого.

Когда испытуемый знал, что саккадическая мишень двигается, хроностаза не было. И наоборот: если о движении сказано не было, хроностаз ощущался.

Это могло происходить из-за того, что предвосхищение не происходило в случает осознаваемого движения мишени. Если после саккады глаз точно попадает в цель, мозг предполагает, что она была на том месте на протяжение всей саккады. Если она меняет положение во время саккады, прерывание пространственной непрерывности заставляет цель казаться новой.

Свойства стимула

Свойства стимула сами по себе показали значительное влияние на появление хроностаза. В частности, частота и рисунок стимулов влияют на восприятие хроностаза наблюдателем. Что касается частоты, возникновение многих похожих событий могут сильно увеличить длительность переоценки, что делает эффекты хроностаза более ярко выраженными. Что касается повторяемости, повторяющиеся стимулы кажутся субъективно короче по сравнению с новыми стимулами. Это происходит из-за нервного подавления внутри коры головного мозга.

Исследование с использованием разных техник изображения показало, что повторяющееся возбуждение одних и тех же нейронов приводило к их подавлению с течением времени. Это является одной из форм сенсорной адаптации.

Органы чувств

Появление хроностаза простирается за пределы огранов зрения в слух и осязание.

В области слуха хроностаз и переоценка длительности происходит при наблюдении слуховых стимулов. Один из общих примеров — частое проявление при совершении телефонных звонков. Если при прослушивании гудка испытуемые переносят телефон от одного уха к другому, отрезок времени между гудками кажется большим. В области осязания хроностаз воспринимается испытуемыми во время того, как они тянутся за предметами и хватают их. После хватания нового предмета испытуемые переоценивают время, которое их рука находилась в контакте с объектом. В других экспериментах испытуемые включали свет при помощи кнопки, а эксперимент был построен таким образом, что они замечали свет до того, как нажмут на кнопку.

Из этого можно сделать вывод, что как и в случае с замиранием секундной стрелки, подопытные могли переоценивать длительность слуховых и осязательных стимулов. Это привело исследователей к проверке гипотезы о том, что общий механизм учёта времени или схема длительности используется для восприятия времени действия стимулов несколькими органами чувств.