Tại sao đôi khi chúng ta thấy thời gian trôi qua thật nhanh, và ngược lại?

Thời gian là một thứ gì đó tồn tại thực sự, hay chỉ là một sản phẩm của não bộ? Đó là một chủ đề vẫn còn gây ra rất nhiều tranh cãi, không chỉ trong vật lý mà còn cả lĩnh vực khoa học thần kinh.

Nhưng bất chấp nguồn gốc của thời gian, chúng ta vẫn phải cảm nhận nó bên trong não bộ của chính mình. Đó là lý do tại sao đôi khi bạn thấy hai ngày cuối tuần của mình trôi tuột qua rất nhanh, trong khi ngày làm việc đầu tuần lại dài như cả thế kỷ.

Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã có thể giải thích tại sao đôi khi chúng ta thấy thời gian trôi nhanh hơn và ngược lại.

Hóa ra, con người chùng ta đều có một nhóm tế bào thần kinh nhạy cảm với thời gian nằm trong khu vực não bộ được gọi là supramarginal gyrus (SMG). Đó là một phần của vỏ não phải, từng được biết đến với nhiệm vụ nhận thức không gian và chuyển động.

Cảm nhận thời gian nhanh và chậm xuất phát từ sự mất đồng bộ của các tế bào nhạy cảm với thời gian tại SMG với các tế bào thần kinh khác.

Trong một thí nghiệm, các nhà khoa học đã kích thích các tình nguyện viên với các sự kiện lặp đi lặp lại 30 lần trong cùng một khoảng thời gian. Họ phát hiện tế bào nhạy cảm với thời gian trong SMG bị mệt mỏi. Trong khi đó, các tế bào thần kinh khác vẫn tiếp tục hoạt động bình thường.

Chính điều này đã tạo ra sự mất cân bằng khiến nhận thức về thời gian của chúng ta bị kéo giãn hoặc đẩy co lại.

Nghiên cứu mới được thực hiện bởi Masamichi Hayashi, một nhà khoa học thần kinh tại Đại học Osaka và Đại học California, Berkeley. Hayashi từ lâu đã quan tâm đến cơ chế nhận thức thời gian trong não bộ con người.

Trả lời báo chí, anh nhấn mạnh rằng khám phá này "chỉ là bước đầu tiên" hướng tới việc hiểu đầy đủ các cơ chế thần kinh của trải nghiệm thời gian chủ quan. Nhưng qua nghiên cứu này của mình, Hayashi cũng muốn nhấn mạnh một thông điệp:

"Đừng tin tưởng vào cảm giác thời gian của bạn, đặc biệt là sau khi tiếp xúc với các kích thích trong khoảng thời gian liên tục. Nó có thể dẫn đến sự mệt mỏi thần kinh của các tế bào nhạy cảm với thời gian trong não và bóp méo thời gian mà bạn cảm thấy".

Cảm nhận thời gian là một sản phẩm của não bộ

Hayashi giải thích: "Con người có các cơ quan cảm giác được thiết kế riêng để cảm nhận ánh sáng trong tầm nhìn hoặc độ cao trong âm thanh. Nhưng tuyệt nhiên chúng ta không có bất kỳ một cơ quan cụ thể nào để nhận thức về thời gian. Điều đó nghĩa là cảm giác về thời gian có lẽ là một sản phẩm của bản thân hoạt động não bộ".

Để khám phá ra cách não bộ tạo ra trải nghiệm thời gian, Hayashi và nhóm của ông đã sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ chức năng (fMRI) để đo hoạt động của não 18 nguyện viên khi họ tham gia vào một thí nghiệm so sánh thời gian.

Những tình nguyện viên này đều là những người trưởng thành khỏe mạnh và fMRI sẽ tiết lộ những thay đổi rất tinh tế của lưu lượng máu trong não bộ họ - một chỉ dấu cho phép chúng ta biết vùng não nào với các khu vực tế bào thần kinh nào đang hoạt động mạnh.

Trong nhiệm vụ so sánh thời gian, những người tham gia được cho xem một vòng tròn màu xám hiện trên màn hình trong một khoảng thời gian được định trước. Các vòng tròn sẽ lần lượt hiện lên rồi mất đi 30 lần liên tiếp. Giai đoạn này được các nhà khoa học gọi là thời kỳ thích ứng.

Tình nguyện viên được yêu cầu ước tính khoảng thời gian mà họ đã trải qua trong thời kỳ thích ứng này, trước khi chuyển sang một giai đoạn thử nghiệm mới.

Trong giai đoạn mới, họ tiếp tục được cho xem một dấu thập màu xám hoặc một hình ảnh nhiễu trắng trên màn hình. Một lần nữa, các tình nguyện viên được yêu cầu ước tính về khoảng thời gian của giai đoạn, được gọi là thử nghiệm kích thích.

Thiết kế thí nghiệm này cho phép các nhà nghiên cứu có thể điều khiển thời lượng nhận thức (khoảng thời gian tình nguyện viên nhận thức) trong khi giữ thời lượng vật lý (khoảng thời gian theo đồng hồ) không đổi.

Thời gian đã bị bóp méo trong não bộ như thế nào?

Kết quả thí nghiệm mà Hayashi đạt được cho thấy: Khi thời lượng thích ứng (thời gian tiếp xúc với vòng tròn màu xám) càng dài, tình nguyện viên sẽ đánh giá khoảng thời gian kích thích thử nghiệm (nhìn thấy hình chữ thập xám hoặc nhiễm trắng) càng ngắn lại. Ngược lại, nếu thời gian thích ứng ngắn, thời gian kích thích sẽ bị đánh giá cao khiến nó dài ra trong tâm trí.

Trong thí nghiệm hai khoảng thời gian thực ra đã được đồng bộ ở cùng một độ dài. Nhưng hình ảnh fMRI cho thấy sau thời gian thích ứng (với 30 lần nhấp nháy của vòng tròn xám nhấp nháy), hoạt động trong vùng SMG bị suy giảm. Điều này cho thấy các tế bào thần kinh của người tình nguyện đã trở nên mệt mỏi.

Sự biến dạng thời gian trong cảm nhận của họ tương quan với mức độ giảm hoạt động trong vùng SMG của não bộ. Các tế bào thần kinh càng có vẻ mệt mỏi, những người tham gia ước lượng thời gian càng sai so với thực tế.

"Phát hiện của chúng tôi gợi ý rằng các tế bào thần kinh nhạy cảm với thời gian trong vỏ não đỉnh trở nên mệt mỏi sau khi tiếp xúc với sự trình bày lặp đi lặp lại của một khoảng thời gian cụ thể, và điều đó dẫn đến nhận thức thời gian bị bóp méo", Hayashi giải thích.

Điều này phản ánh đúng những kinh nghiệm chủ quan mà chúng ta gặp phải trong thực tế về thời gian. Giả sử, bạn đã trải qua một cuối tuần với rất nhiều hoạt động mới mẻ và thú vị, sau một chuyến đi chơi xa chẳng hạn, não bộ của bạn đã được nạp vào rất nhiều ký ức (tương ứng với các vòng tròn xám hiện lên rồi lại tắt đi trong thí nghiệm).

Sau khi bạn đã trở về nhà, nằm xuống giường nhìn lên trần nhà và tưởng tượng lại chuyến du lịch của mình, bạn đang ở trong khoảng thời gian kích thích của thí nghiệm (nơi trần nhà bạn nhìn thấy giống với những nhiễu trắng hoặc dấu thập màu xám).

Lúc này, bạn sẽ thấy thời gian của mình bị co lại, và thấy cuối tuần đã trôi qua rất nhanh do các tế bào nhạy cảm thời gian trong vùng SMG đã bị mệt mỏi sau chuyến đi có quá nhiều kỷ niệm.

Ngược lại, nếu bạn có một cuối tuần nhàm chán, vùng SMG không trải qua nhiều kỷ niệm, sẽ khiến bạn thấy giời gian như đang giãn ra và trôi mãi không hết.

Hayashi cho biết điều thú vị là những tế bào thần kinh nhạy cảm với thời gian hoạt động tương tự như những tế bào thần kinh khác đang giúp con người trải nghiệm không gian một cách chủ quan.

Trong não bộ chúng ta cũng có các tế bào nhạy cảm với không gian và cả những tế bào nhạy cảm với ánh sáng. Đó có thể là lời giải thích cho những bất đồng mang tính chủ quan, chẳng hạn như màu sắc của chiếc váy xanh đen, vàng trắng nổi tiếng.

"Đáng ngạc nhiên là mặc dù có sự khác biệt cơ bản giữa cách chúng ta cảm nhận ánh sáng và thời gian, nhưng chúng tôi nhận thấy rằng thời gian có thể được mã hóa bởi các tế bào nhạy cảm với thời gian và hoạt động đó có liên quan đến cách con người nhận thức thời gian", Hayashi nói.

Qua nghiên cứu này, các nhà khoa học hi vọng một ngày nào đó họ có thể điều khiển cảm giác chủ quan của con người về thời gian bằng cách kích thích các tế bào thần kinh nhạy cảm với nó trong vùng SMG.

Hãy tưởng tượng bạn có thể đội một chiếc mũ để kéo dài cảm nhận về chuyến du lịch của mình, trong khi, cũng chiếc mũ đó có thể khiến thời gian nghe một bài thuyết trình nhàm chán co hẹp lại.

Thế nhưng, cho đến lúc đó, chúng ta vẫn phải tìm một cách khác để tự mình thao túng thời gian của chính mình. Giữ sức khỏe để đầu óc tỉnh táo, giúp các tế bào thần kinh của bạn bớt mệt mỏi là một cách để có nhiều thời gian hơn so với 24 giờ mỗi ngày.

Thanh Long