Dean Buonomano: il tuo cervello è una macchina del tempo

 Spazio: 

sappiamo che gli animali "comprendono" lo spazio  attraverso le place cells dell'ippocampo: sanno "navigare" e "vedere" lo spazio.
insieme a molti di loro (i vertebrati quantomeno) "udiamo" lo spazio: quando sentiamo un suono siamo in grado di indetificarne la provenienza nello spazio; la somatosensazione ci informa sulla posizione e sulla forma degli oggetti, ed anche della posizione delle nostre membra!
Gli animali tuttavia non comprendono il tempo come facciamo noi: misurano il tempo e prevedono quando eventi si verificheranno, ma non colgono la differenza tra passato presente e futuro.
Anche i nostri sensi non percepiscono direttamente lo scorrere del tempo.
Una delle spiegazioni di come gli esseri umani siano riusciti a comprendere il concetto di tempo è che il cervello abbia utilizzato circuiti incaricati di rappresentare e capire lo spazio (nel linguaggio relativo al tempo si usano metafore spaziali)
nell'antichità era più facile misurare lo spazio che il tempo: oggi misuriamo con più precisione il tempo che lo spazio.
La funzione evolutiva della memoria è quella di permettere agli animali di prevedere cosa accadrà e capire come reagire.
Obiettivo delle neuroscienze è capire come il cervello: misura, percepisce e rappresenta il tempo.

Presentismo ed eternalismo: teorie filosofiche sulla natura del tempo.
Presentismo: solo il presente è reale. Il passato è già esistito ed il futuro deve ancora esistere. E' coerente con la nostra sensazione del passare del tempo, e ci da sensazione di controllo. Il cervello prende decisioni nel presente basandosi sui ricordi del passato tali che mirino d accrescere il ns benessere futuro. (neuroscienze)
Eternalismo: passato presente e futuro esistono e sono reali. Adesso sta al tempo come qui allo spazio. Universo blocco quadridimensionale. Flusso del tempo = illusione. Non scorre nè passa. (fisica e filosofia)
Tempo è un termine che riassume diversi concetti: tempo naturale (la natura del tempo), tempo meccanico (misura locale di cambiamento, un orologio), tempo soggettivo (percezione cosciente del tempo)
il tempo soggettivo è un costrutto del ns cervello che ci permette di "sentire" il tempo naturale e quello meccanico: non esiste al di fuori di esso (come i colori sono un mezzo per fare esperienza della lunghezza d'onda della luce visibile)
come il cervello misura, rappresenta e concettualizza il tempo.
Il cervello è una macchina del tempo che non solo misura il tempo e prevede il futuro, ma permette a noi umani (e solo a noi) di proiettarci nell'avvenire, permettendoci di sopravvivere (semino oggi per sfamarmi domani, intaglio l'ossidiana per ottenere uno strumento per un uso futuro).  Ed a un certo punto, prefigurandoci il futuro, abbiamo visto che la ns vita è limitata!

In letteratura il "viaggio nel tempo" (inteso come spostarsi da un'epoca all'altra) compare solo alla fine dell'800.
In tutta la letteratura antica (testi sacri compresi) stranamente nessuno ci aveva mai pensato.
Ragioni per cui il cervello è una macchina del tempo:
1) ricorda il passato per prevedere il futuro: intuiamo la prossima parola che sto per scrivere, dove si trovi la pallina che sta cadendo dal tavolo se voglio prenderla al volo, tenta di formulare previsioni a lungo termine (lupo che esplora territorio per muoversi in futuro quando serve più velocemente).
Il cervello immagazzina grandi quantità di informazioni, talvolta etichettandole per richiamarle + velocemente, per prevedere il futuro
2) misura il tempo. Non solo misura secondi minuti ore giorni ecc ecc, ma riconosce e genera complicati schemi temporali come i ritmi di una canzone od i movimenti concatenati di una ginnasta. O suonare il pianoforte. Tutto ciò richiede di saper misurare il tempo (prevedere cosa succede ma anche quando succede)
3) non abbiamo un organo (come ad es la vista per i colori, o l'udito) deputato alla percezione del tempo.
Non è infatti una proprietà fondamentale della materia.
Tuttavia percepiamo il fluire del tempo (sensazione soggetta a molte illusioni e distorsioni)
4) ci permette di viaggiare mentalmente avanti ed indietro nel tempo. (Lincoln: il modo migliore per prevedere il futuro è crearlo)
David hume:
- somiglianza (similarità tra oggetti ed eventi)
- contiguità (prossimità spaziale e temporale)
- causa effetto.
due eventi in relazione causale se contiguità spaziale e temporale e causa precede effetto.
Le relazioni temporali tra eventi sono gli indizi più importanti per attribuire un senso al flusso di informazioni che ci arriva dai sensi: quando compare un quadrupede con pelo e artigli ed i genitori dicono al bambino "guarda il micio", dopo qualche volta che si verifica la contiguità temporale tra l'immagine sulla retina ed il suono "micio" i circuiti neurali del bambino  stabiliscono un collegamento tra i due stimoli
Condizionamento classico. Compresenza di due stimoli anche senza nesso causale.
E' l'algoritmo primordiale che gli animali usano per prevedere il futuro.
Sfida complessa: riconoscere il volto della mamma da vicino e da lontano. Le immagini sulla retina sono diverse.
E' il problema dell'invarianza grandezza-distanza e non sappiamo come il cervello lo risolva. Probabilmente con la contiguità temporale. Se eliminiamo la contiguità temporale la capacità di capire che un oggetto è lo stesso vicino e lontano sarebbe compromessa
Il condizionamento è sensibile al grado di contiguità temporale (se offro il cibo un'ora dopo non funziona).
Solo per l'uomo si riesce a creare un condizionamento con distanze di giorni mesi o anni (ad es collegare atto sessuale e parto)
ma anche l'uomo è miope: es fumo che causa cancro molti anni dopo e quindi tendiamo a dare meno importanza al legame.
Cane di Pavlov reagisce al campanello come se questo fosse la causa della comparsa del cibo.

Inconsciamente presupponiamo che l'ordine di enunciazione dei fatti rispecchi l'ordine in cui si sono svolti:
"si sposarono e misero al mondo un bimbo" può significare che il secondo evento segue il primo o viceversa, ma siamo portati a propendere per la prima ipotesi.
Ma talvolta è fuoriviante: abracadabra e la moneta sparisce. Poichè abracadabra è l'evento immediatamente precedente siamo portati a vedere la cosa come relazione causa / effetto.
Si sfruttano le presupposizioni temporali innate!

Blackjack: dove stà il trucco? Nel fatto che inizia il giocatore e non il banco!!!
Giocando entrambi a caso (senza che il giocatore si fermi a decidere se proseguire o meno) entrambi - giocatore e banco - hanno il 50% di possibilità di raggiungere/superare il 17.
Solo che se il giocatore "sballa" per primo, il gioco si interrompe e non si verifica mai se anche il banco, venuto il suo turno e girata la sua carta, sballerà anche lui: il giocatore ha perso e basta!
E' un esempio in cui il vantaggio del banco rimane invisibile al giocatore causa depistaggio temporale

I nostri circuiti neurali sono modellati dall'ordine degli eventi e dagli intervalli di tempo che li separano.
Le regole di Hume sono algoritmi che governano i ns circuiti cerebrali.
strutture cerebrali: sinapsi connessione tra due neuroni, quello presinaptico e post sinaptico.
Ci sono due tipi di sinapsi:
1) eccitatoria: Il neurone presinptico emette impulsi bioelettrici e la sinapsi eccitatoria invita il neurone postsinaptico ad attivarsi
2) inibitoria: cerca di mantenere tranquillo il neurone postsinaptico.
Il cervello deve "cablarsi da solo", cioè decidere quali neuroni unire con le sinapsi, e quale tipo di forza assegnare alle sinapsi.
I ns geni codificano gli algoritmi che governano la forza delle sinapsi che si vengono a formare.
Una regola di apprendimento, la STDP, spiega bene come l'asimmetria causa effetto è incorporata nelle ns sinapsi.
consiste in cio':  neurone A collegato a neurone B da una sinapsi e neurone B ad A da una seconda sinapsi.
Se si attiva sempre A prima di B la prima sinapsi si rafforza perchè significa che probabilmente A ha contribuito all'attivazione di B.  La sinapsi contraria non si attiva mai, si indebolisce e può sparire.
Si ritiene che la capacità delle sinapsi di apprendere i nessi causa-effetto fra i neuroni spieghi parte della capacità cerebrle di apprendere le relazioni che legano fra loro gli eventi del mondo esterno.
ma è utile solo per cogliere il nesso tra eventi separati da intervalli inferiori al secondo.

Come fa il cervello a capire se un rumore proviene da dx o sx? misurare tempo = misurare spazio
Differenza tra il momento in cui esso arriva all'orecchio destro e sinistro: ritardo interaurale, che dipende dalla velocità del suono e dalle dimensioni della testa.   I minimi ritardi percepiti sono 10 microsecondi.
negli intervalli da 10 microsecondi ad 1 secondo riusciamo a misurare gli intervalli temporali ed a analizzarli:
gray day - grade A
Prosodia caratterizzata da durata parole e velocità discorso -> stato emotivo.
Se il parlato rallenta od accelera oltre il secondo, diventa inintellegibile (e la musica cessa di essere tale).
Misura del tempo e percezione cosciente del flusso del tempo sono processi distinti.
La coscienza troppo lenta per descrivere pause tra parole o afferrare una palla al volo.
Tuttavia agisce sulla scala dei secondi e oltre. Possiamo dare un'idea degli intervalli di tempo e prevedere quando scatterà il verde.
Cervello progettato per prevedere cosa accadrà e quando: macchina anticipatoria e che misura il tempo.
Principio dell'orologio multipo: orologi diversi a seconda della scala temporale coinvolta.

perchè i topi adorano le ruote?
Orologio circadiano: i ritmi biologici sulle 24 ore (circum die) si verificano anche in ambienti a luce artificiale.
ritmi free running = ritmi circadiani osservati in assenza segnali esterni.  negli esperimenti sugli uomini i ritmi free running presentano alterazioni casuali importanti (giorni arrivarono a 32 ore). Tutti gli esperimenti hanno mostrato che per le cavie il tempo passato era molto più breve di quello reale in isolamento.
Tuttavia ad es il ciclo giornaliero della temperatura corporea rimaneva costante come durata anche nel caso delle 40 ore credute 24.   Ipotesi più orologi circadiani che non sempre coincidono.

Il nucleo soprachiasmatico.
sotto ipotalamo sopra il chiasmo ottico (incrocio dei nervi ottici) c'è il nucleo soprachiasmatico.
Lesioni in quest'area disturbano i cicli circadiani.
I ritmi circadiani riguardano anche esseri che non hanno un cervello:studi di Mairan 1729 su mimosa pudica e "l'isola del giorno dopo".  Oggi sappiamo che anche le cellule hanno ritmi circadiani. perchè ai batteri importa sapere che ora è?
1) La fotosintesi: per evitare di sprecare energia durante la notte a sintetizzare proteine necessarie alla fotosintesi, l'evoluzione ha creato una sveglia interna che anticipa il sorgere del sole.
ottimizzazione della fotosintesi motivo per cui i batteri hanno orologi circadiani.
2) altra interpretazione del motivo per cui cellule sviluppato orologio circadiano è la necessità di evitare che la replicazione del DNA avvenga di giorno perchè radiazione ultravioletta lo danneggia. "fuga dalla luce"

Drosophila e gene "period".
la concentrazione della proteina Period oscilla in gran parte delle cellule di tutto il corpo.
compito del nucleo soprachiasmatico è sincronizzarle. Nelle ore diurne tali neuroni aumentano la loro attività inviando segnali agli altri neuroni del cervello a valle.  L'intensità dell'attività determina se ci sentiamo svegli o assonnati.
Ma i neuroni soprachiasmatici sono perennemente al buio nella scatola cranica: come fanno a sapere a che punto è il giorno?
sono sincronizzati da segnali esterni (zeitgeber) il cui più importante è la luce solare che viene rilevata dai nervi ottici che si incrociano tra di loro proprio sotto la zona soprachiasmatica.
Tuttavia la sincronizzazione non è cosa facile! Vedi il jet lag, disturbo moderno perchè nessun essere naturale si muove di 900km ora.
Aumento e diminuzione delle proteine circadiane: non si può svuotare all'istante una clessidra, così succede per le proteine.
Spostarsi verso ovest significa rallentare la caduta della sabbia, ma verso est significa accelerarla (impossibile!)
Cronotipi: allodole o civette?
le persone affette da disturbo familiare della fase del sonno vivono con orologio 23 ore invece di 24 (mutazione del gene Period)
Uno sfasamento tra cicli interni e stimoli esterni (ad es rilevato nei turnisti) determina effetti negativi sulla salute: la produzione di ormoni come l'insulina aumenta in previsione delle ore dei pasti ad esempio.  un pancreas senza orologio circadiano comporta aumento possibilità diabete.
E' essenziale il coordinamento tra i molti orologi circadiani del ns corpo per la salute fisiologica.
meglio non avere nessun orologio circadiano che averne uno sfasato!
La capacità di programmare le funzioni fisiologiche anticipando il sorgere del sole e l'ora dei pasti è stato un adattamento prezioso, ma la mancanza di sincronia ha conseguenze molto gravi per cui meglio non averlo.
La colonizzazione di altri pianeti (che avranno tempo luce diversi) forse comporterà lo spegnimento del ns orologio interno.

Il principio dell'orologio multiplo. I ritmi "INFRADIANI".
Il ns orologio circadiano non è utile per misurare i secondi ed i minuti. (ha solo la lancetta delle ore per intenderci)
e neppure periodi più lunghi.
la luna ha un periodo di 29.5 giorni ma non influisce sulla fisiologia umana (se non indirettamente: ad es i lunatici, la luce della luna piena disturba il sonno e crea crisi nei bipolari e negli epilettici).  Persino le mestruazioni hanno cicli di 28 giorni solo per caso (nelle scimmie hanno durata diversa)
Influisce invece su alcune specie marine (ad es nel verme di mare): è utilizzato per sincronizzare tra individui la produzione in contemporanea di uova e di sperma.

I dispositivi di misurazione del tempo interni al corpo ed al cervello sono diversi dagli orologi costruiti dall'uomo, che misurano dai secondi ai mesi ecc.
Il ns corpo ha diversi meccasismi distinti specializzati. (una clessidra non è adatta a misurare la finale dei 100m)
Il tempo che misura è limitato alle ore ed è PRECLUSO alla coscienza!
Anche se ci sentiamo affaticati a causa della scarsa concentrazione di certe proteine all'interno del nucleo soprachiasmatico, non SENTIAMO il momento del giorno (come sentiamo il calore).
Non è con questo orologio che misuriamo la durata degli eventi.

Il sesto senso, e cioè l'effetto rallenty, in fasi di forte stress (es incidenti).
sembra una dilatazione del tempo.  cronostasi
misurazione del tempo prospettiva (tipo cronometro) e retrospettiva (dagli ultimi granelli di sabbia di una clessidra intuisco il tempo passato finora).
quando mi dico "devo andar via tra 5 minuti" attivo un ipotetico cronometro temporale: circuiti cerebrali che presiedono alla ,misurazione del tempo.
quando mi chiedo da quanto mia moglie è uscita, si tratta di misura retrospettiva, tentativo di inferire il passaggio del tempo da avvenimenti registrati nella memoria.

paradosso della vacanza:
un ritardo di 5 minuti della partenza nel momento in cui lo viviamo sembra enorme, mentre il pomeriggio di vacanza sembra durato un attimo.
dopo una settimana l'attesa della partenza sembrerà un contrattempo di cui appena ci ricordiamo mentre del pomeriggio di vacanza ricordiamo moltissime cose.
La misurazione prospettiva del tempo è modulata dal carico cognitivo: più un compito è complesso, più sono basse le stime del tempo che si è trascorso eseguendolo
Nel caso di misurazione retrospettiva è modulata in modo meno marcato.
le musichette di attesa al telefono sono messe per farci sembrare più breve l'attesa.
Illusione dell'orologio fermo: ci capita di pensare che l'orologio sia fermo, Dimostra che la ns sensazione del tempo è puramente soggettiva e influenzata da moltissimi fattori.

Cronofarmacologia: nell'intossicazione da hashish (THC) si verifica aumento della prospettiva temporale apparente.
Fumare marijuana ha come effetto un apparente rallentamento del tempo. (sachs ed i 2 hippies).
Confusioni semantiche: "il tempo è volato" significa che è l'orologio a parete che sembra andare più forte (quindi nell'intervallo di tempo mostrato ho fatto meno cose) o il contrario?
se prendo una droga cosicchè un ipotetico orologio interno raddoppi i ticchettii per unità di tempo, passati 5 secondi a me sembrerà ne siano passati 10. Ma questa accelerazione a me sembrerebbe un rallentamento del tempo esterno (siamo autoreferenziali)
Quindi la marijuana non farebbe che aumentare la velocità dell'orologio interno: esperimenti verificano che chiedendo di indicare quando sia passato un minuto, in genere ci si piglia.  Ma sotto effetto della marijuana stimiamo un minuto dopo solo 42 secondi invece di 60
I soggetti dovevano "produrre un minuto" quindi sottostima.
il tempo rallenta per effetto del THC perchè l'orologio interno è troppo rapido.

Sugli animali studiato effetto cronofarmacologico riguardante manipolazione sistema dopaminico del cervello
dopamina importante neurotrasmettitore e modulatore di processi.
danno ad un gruppo di neuroni produttori di dopamina nella substantia nigra causa tremori e deficit motori che caratterizzano il Parkinson.
Ipotesi: dopamina in grado di alterare la velocità dei circuiti di misurazione del tempo presenti nel cervello
L'uso di metanfetamina comporta una sottostima del tempo (orologio interno più veloce); ma dopo giorni di somministrazione si verifica una "ricalibrazione spontanea" dell'orologio interno (assuefazione?); interrompendo la somministrazione si verifica una sovrastima (orologio interno più lento)
In realtà le droghe hanno effetti neurofisiologici molteplici e interconnessi ed è difficile individuare una causa effettiva di un comportamento.
Distorsioni percezione del tempo una regola, non eccezione!
Ipotesi che possono giustificare sovrastima del tempo trascorso in situazioni di forte stress:

1) overclocking del cervello in situazioni di pericolo (aumento di impulsi al secondo generati dal clock).
Nei PC 2 GHz = 2^9 operazioni al secondo, velocità controllata dal clock.
Come può esser overclockato un cervello? Il tempo che gli occorre per eseguire un compito dipende da:
- velocità con cui i segnali elettrici (potenziali d'azione o picchi) viaggiano lungo gli assoni
- quantità di tempo necessaria al segnale elettrochimico (ritardo sinaptico), vel di trasmissione da neurone presinapt a post sinapt
- tempo impiegato dalle correnti sinaptiche per varire il voltaggio del neurone fino ad innescare potenziale d'azione (costante di tempo del neurone)
Velocità conduzione degli assoni e ritardi sinaptici sono determinati da eventi biofisici e biochimici che si verificano in tempi rigidi.
Il tempo di attivazione di un neurone varia ma nell'ambito di un 10% (caffeina, stimoli che aumentano l'attenzione, ecc)
Addestramento di professionisti utilissimo in situazioni di pericolo

2) ipermemoria (illusione a posteriori, gli eventi al rallenty sono effetto di un richiamo alla memoria di un evento.
I ricordi di esperienze ad alto contenuto emotivo  possono essere inaffidabili!
Neuromodulatori rilasciati durante eventi pericolosi o ad alto contenuto emotivo sono in grado di rafforzare la memoria (ricordi flash - sappiamo tutti dov'eravamo l'11/9/2001 - e disturbi da stress post traumatico)

3) metaillusione. la caratteristica delle esperienze soggettive è che le nostre esperienze coscienti sono UTILI ILLUSIIONI, cioè narrazioni di quanto l'inconscio giudica siano gli eventi più importanti nel mondo extracranico
Esempio mano: il dolore di una martellata è solo nel cervello ma abbiamo l'impressione sia nella mano: il cervello proietta la sensazione fuori, dove si trova il ns dito (vedi sindrome dell'arto fantasma)
Il cervello crea la consapevolezza del ns corpo.
la coscienza è un resoconto differito di ciò che accade all'esterno ma anche di cosa avviene nel cervello inconscio
Attenzione!
Osservando l'attività neurale possiamo prevedere 900 millisecondi prima quando il soggetto alza un dito, (la previsione può precedere di centinaia di millisecondi la consapevolezza di aver "liberamente" deciso di muovere un dito),
Ma allora anche se si verificasse una situazione di overclocking la coscienza è troppo lenta per guidare le azioni
"la sensazione di una prontezza mentale ed una aumentata velocità di pensiero" potrebbe essere una semplice illusione.
Effetto mano di gomma: un braccio finto di fianco al nostro può in certe occasioni farci credere che sia la nostra (il cervello ricalibra la sua proiezione dove percepisce sia il braccio)
Nello stesso modo potrebbe catalogare gli eventi come veloci o lenti.
Oltretutto in caso di forte stress pare che anche la percezione dello spazio risulti alterata.

La compressione del tempo nel cervello. comprimere e dilatare il tempo  è una cosa che realizziamo continuamente.
Quando pensiamo ad una parola in una canzone la riproduciamo a velocità accelerata.
riproduzione compressa delle traiettorie neurali: il cervello può elaborare e generare schemi temporali variandone la velocità

Il senso del tempo non è un senso come vista o udito: non c'è organo del tempo perchè non ne esistono recettori (il tempo non è una proprietà fisica come la luce o la pressione delle molecole d'aria
Nonostante ciò percepiamo un flusso del tempo, lo sentiamo scorrere.

Schemi del tempo.
nelle conversazioni il cervello misura la durata di ogni sillaba ed ogni pausa, ed il ritmo complessivo del flusso di suoni.
Fonemi: repertorio di suoni utilizzato in ciascuna lingua (non sempre lettere: c-cibo <> c-carta)
significato: spesso desunto dall'ordine dei fonemi all'interno di una successione di parole (talvolta tuttavia ambiguità tipo "Gray eyes" e "Gray ties", oppure:  "marco ha detto: il capo è un incapace" e "marco, ha detto il capo, è un incapace")
le ambiguità possono esser chiarite da altre dimensioni del linguaggio, la durata delle sillabe, intonazione, accento, pause (per marco e il capo)
Velocità: the hostess greeted the girl with a smile.  se velocizzato "girl with a smile" allora si pensa che sia la ragazza a sorridere
MONDEGREEN: è un effetto della velocità.  Poichè le canzoni talvolta devono forzare le parole per adattarle al ritmo, capita che si canticchi usando le parole sbagliate.  excuse me while i kiss the sky -> excuse me while I kiss this guy
Tempi importanti anche per i singoli fonemi: p e b si distinguono in base al tempo di inizio della sonorità (voice onset time)
ritardo tra il rilascio esplosivo dell'aria dalla bocca e vibrazione corde vocali (b inizia prima di P di 10 millisecondi)
il sistema uditivo quindi è in grado di misurare tempi di quest'ordine di grandezza!
Prosodia: (dai decimi di secondo al secondo) intonazione e distribuzione tempi e velocità comunicano diverse emozioni.
"E' stata una bella idea" può esser intesa in modi diversi a seconda dell'intonazione
trascende le lingue: anche se non capiamo le parole capiamo lo stato d'animo di chi le pronuncia

Comicità: si basa sull'inatteso. Ma deve arrivare nel momento giusto. il cervellofa continue previsioni su quello che deve accadere e quando.  L'inaspettata battuta finale deve cadere in una finestra, altrimenti non viene percepita e non è comica.
Mammese: parlando con i bambini gli adulti rallentano il ritmo delle parole. Come gli adulti che hanno imparato una lingua da adulti, i bambini capiscono meglio con la prosodia rallentata
i cervelli dei parlanti e degli ascoltatori devono risolvere un sofiticato insieme di problemi temporali.
Codice morse: il tempo sta al riconoscimento del linguaggio e della musica come lo spazio al riconoscimento visivo degli oggetti
es riconoscimento volto: problema spaziale, le informazioni pertinenti sono contenute nelle relazioni spaziali tra gli elementi del disegno. Ed inoltre di gerarchia: le info di basso livello (le curve) devono essere integrate in un'immagine unificata. (un cerchio è un cerchio, ma due coppie di cerchi concentrici vicini possono essere occhi, vicino ad altro cerchio volto, ecc ecc)
Stessa cosa per la musica, ma mentre gli elementi di un disegno sono contemporaneamente su un pezzo di carta, linguaggio e musica richiedono una memoria del passato! (capiamo il significato della parola solo quando abbiamo finito di sentirla!)

Il codice morse è un esempio di come il cervello processa schemi temporali.
E' un tipo di linguaggio dove non ci sono toni diversi, solo la stessa nota di diversa durata (punti 120 e linee 360/1000 di secondo) ed intervalli di diversa durata (tra lettere 360/1000 e tra parole 840/1000)
Per imparare, si rallentano i tempi come nel mammese.

Da un test su allenamento a distinguere intervalli di 100/1000 secondi, si è ricavato il principio che, pur non avendo identificato il meccanismo con cui il cervello misura il tempo, per intervalli inferiori al secondo non c'è un cronometro generale.
Con allenamento si migliora ma solo per specifici intervalli su cui ci si allena. Musicisti migliori di altri di circa 20%

Tenere il tempo.
musica presente in ogni cultura umana: chiave della musica è l'accento, il "battere".
Cervello umano = macchina predittiva: infatti tendiamo a battere il tempo (tenere il tempo)
Non battiamo il tempo in risposta ma anticipiamo di alcune centinaia di 1000 secondi per sincronizzare i movimenti del corpo (altrimenti saremmo in ritardo)
Pochissimi animali possiedono questa capacità.
I video di youtube sono forse legati all'effetto clever-hans (il cavallo che contava): hanno imparato a cogliere segnali involontari provenienti dai loro padroni.
Snowball, il famoso cacatua bianco star di youtube, sottoposto ad esperimenti ha dimostrato di saper prevedere gli accenti.
Le scimmie possono imparare a riprodurre un singolo intervallo delimitato da due segnali sonori, ma non riescono a svolgere compiti semplici di sincronizzazione.
Perchè cani, scimmie ecc no ed uccelli si? Ipotesi apprendimento vocale.
la maggioranza dei mammiferi comunica per gridi, ululati ecc che sono comportamenti innati, un insieme limitatissimo di "parole".
Alcuni animali imparano vocalizzi con l'esperienza: alcuni uccelli, balene ed elefanti, insieme ai pappagalli.
Apprendimento vocale -> cervello ascolta ed escogita modo per riprodurre i suoni tramite corde vocali o muscoli orali.
Cooperazione tra centri uditivo e motorio nel cervello.
Stessa cosa per capacità di muoversi in sincronia con stimolo uditivo periodico.
Stessi circuiti cerebrali usati per imparare la comunicazione vocale alla base dell'azione di seguire il ritmo di una canzone.
Linguaggio e musica -> cervello crei incessantemente delle aspettative su ciò che sta per avvenire

Uccelli canori.
imparano i canti in una fase dello sviluppo. L'apprendimento deve avvenire all'interno di una precisa fase evolutiva.
cantando si attiva una catena di neuroni (o gruppi di neuroni) A->B->C->D e questi loop richiedono un tempo preciso che può esser utilizzato dal cervello per contare il tempo.
Raffreddando l'HVC rallenta il ritmo del canto anche del 40%

Neuroanatomia del tempo.
test di coltivazione in vitro di neuroni: possono esser addestrati a riconoscere intervalli temporali determinati.
Probabile che la misurazione del tempo nell'ambito delle centinaia di 1000 secondi non effettuata da circuiti specializzati ma proprietà intrinseca dei circuiti neurali.
esiste disturbo neurologico che causi perdita capacità misurare il tempo? Per intervalli di circa 1 secondo NO!
Nessuno ha mai perso la capacità di cogliere il ritmo della musica, riprodurre intervalli di 1 secondo, battere le palpebre in risposta ad un segnale sonoro.
Problemi temporali differenti sono risolti da circuiti cerebrali differenti.

Gli oggetti sono entità fisiche che possono essere viste o toccate, ma il cervello nè vede nè tocca direttamente! La conoscenza del mondo esterno gli arriva tramite schemi di potenziali di azione creati presso uno dei 5 organi di senso. da questi schemi il cervello impara a individuare entità fisiche reali (che potrebbero essere indipendenti dal tempo, tipo fotografia istantanea, ma il cervello si è specializzato nell'individuare ciò che è intrinsecamente temporale: il movimento, il suono, ecc)
frasi, codici morse, durata nota musicale sono su una scala temporale che va da qualche decina di millisecondi ad alcuni secondi: al di fuori di questa finestra il linguaggio, la musica, ecc perdono significato (pensiamo di accelerare o rallentare troppo una registrazione di un discorso o di una musica o di una comunicazione morse: non si capisce più nulla)
in che modo perciò il cervello misura la durata di una nota o una sillaba?

Tempo, dinamica neurale e caos
A.Einstein: solo per mezzo di un orologio il tempo diventa oggettivo.
Orologio: conta il numero di cicli di un oscillatore.
Il ns corpo ha diversi meccanismi che possono servire da oscillatori, ma l'orologio si basa sul conteggio delle oscillazioni!
I neuroni possono oscillare ma non sono capaci di contare.

Misura del tempo sovra e infra periodica
gli oscillatori biologici (es ritmi circadiani) servono per misurare tempi inferiori al periodo dell'oscillazione. (misurazione infraperiodica)
la concentrazione di proteine circadiane come la Period ti può indicare se è mattina giorno o sera ma non quanti giorni sono passati perchè arrivata al termine del ciclo "si azzera".
Gli orologi misurano anche i tempi superiori al periodo di oscillazione (miusura sovraperiodica)