文献阅读：短时距（而非长时距）知觉具有模态特异性：来自触觉刺激的 EEG 证据

Perception of short, but not long, time intervals is modality specific: EEG evidence using vibrotactile stimuli

（付小丫 西南大学心理学部 时空认知实验室）

人类如何感知时间？这是认知神经科学领域长期争论的核心问题之一。传统的“中央时钟模型”（如标量预期理论 SET）提出：大脑中存在一个统一的“起搏器-计数器”装置，通过持续发出脉冲并进行累积，用以估算时间间隔。这一模型假定，不同感官模态下时间感知共享这一集中机制。然而，多项心理物理学研究已发现，随着时间间隔超过1.2至1.5秒，个体的时间判断准确性下降，“变异性-时间比率”显著升高，这与SET模型所预测的比例恒定性相悖。

由此，越来越多的研究提出，需将时间间隔区分为短时程（<1.2s）和长时程（>1.2s）进行处理。这也引出了另一种理论假设：时间感知并非依赖统一的中央时钟，而是由感觉模态内部的“特异性回路”完成。这种观点获得了来自行为、神经调控和脑成像研究的支持。例如，与视觉相比，人类在听觉条件下对时间间隔的区分更为敏锐，两种模态下的时间加工过程也表现出不同的电生理成分和生成脑区。此外，通过TMS等神经调控方法发现：抑制听觉皮层会同时影响听觉和视觉的时间感知，而抑制视觉皮层只影响视觉感知，这进一步说明听觉通道可能在时间感知中扮演更关键的跨模态角色。

Thibault等人在2023年的研究中已在听觉模态中发现：短时程的时间加工主要由初级听觉皮层处理，而长时程则激活了更广泛的中央执行网络。本研究旨在进一步验证这一假设是否具有跨模态的稳定性，首次将该实验范式应用于触觉通道，以探究“模态特异性”是否同样存在于触觉的时间感知过程中。

本研究招募了20名健康成人（13女7男，平均年龄25.2岁），使用专门设计的振动手套在双手施加500Hz、100ms的触觉刺激。实验流程包括一次MRI结构扫描和一次长达2小时15分钟的EEG实验记录（含25分钟准备时间）。EEG部分采用被动触觉oddball范式，参与者注视中央注视点，无需作出任何行为反应。每个试次中呈现10个时间间隔，其中9个为标准间隔（短时程为0.8s，长时程为1.6s），1个为“偏差”间隔（呈现时间更早或更晚）。通过播放白噪声及预实验听觉检测，有效排除了声音干扰。

ERP分析显示，标准间隔刺激诱发了典型的P100（约190ms）和P200（约260ms）双相体感成分，源定位分析表明：P100主要源自初级体感皮层（SI），而P200激活范围更广，涵盖次级体感区和运动区。

在偏差检测中，短时程早期偏差诱发了特异性P250成分（224–276ms），其源定位集中于左侧SI、PMC、SMA和运动皮层，构成一个模态特异性的感觉–运动网络。相对而言，短时程的延迟偏差未观察到显著成分，提示其可能不引发足够的预测误差。

相比之下，长时程的早期与延迟偏差均诱发了晚期N400或FN400成分（400–500ms），并激活了广泛的高级别脑区。早期偏差激活了双侧IFG、右侧前额叶、颞极、PMC和脑岛等，而延迟偏差则在此基础上进一步激活了次级听觉皮层、顶叶皮层及双侧SI。与短时程局限于感觉回路不同，长时程偏差检测涉及了典型的中央执行系统，支持了时间知觉中“时距长度决定处理机制”的假设。

值得注意的是，本研究在所有条件下均未观察到传统的CNV成分（Contingent Negative Variation）。CNV被广泛认为是时间积累的电生理标志，特别是在听觉任务中显著。然而，在本研究的触觉被动范式中，其缺席可能表明：时间积累的神经指标具有模态依赖性，CNV可能并非跨模态的通用标志。

功能连接分析进一步揭示了脑区间的信息流动模式。短时程早期偏差条件下，左侧SMA到运动皮层的信息流显著增强，提示偏差检测中存在运动准备信号。而在长时程条件下，尽管在严格FDR校正后未达显著，但在宽松阈值（α = 0.01）下发现：SMA、SI和次级听觉皮层向左侧IFG发送信息，支持了长时程偏差检测依赖认知控制与模态整合。

为了探讨是否存在记忆痕迹更新机制，作者还比较了偏差刺激与其后的标准刺激。结果显示，长时程条件下两者之间无显著差异，支持预测编码理论中“误差修正后标准更新”的观点；而短时程条件下仍存在显著P250差异，表明其处理依赖当前感官状态，而非记忆模板的更新。

总结而言，本研究首次在触觉通道中验证了短时程时间知觉的模态特异性，揭示了P250和N400/FN400作为短长时程偏差检测的特异性电生理标记，并首次通过源重建和功能连接分析系统描绘了时间加工的神经网络结构。这一发现不仅挑战了CNV的通用性假设，也为理解“时间知觉的神经基础”提供了跨模态的直接证据。

短时距是感觉的，长时距是认知的。也许，我们对时间的感知，从未统一于一个“钟表”，而是分布在感官与记忆之间的无声协同中。

参考文献：

Thibault, N., Albouy, P., & Grondin, S. (2023). Distinct brain dynamics and networks for processing short and long auditory time intervals. Scientific Reports, 13(1), 22018. https://doi.org/10.1038/s41598-023-49562-8

Thibault, N., Sharp, A., Albouy, P., & Grondin, S. (2025). Perception of short, but not long, time intervals is modality specific: EEG evidence using vibrotactile stimuli. Cerebral Cortex (New York, NY), 35(3), bhaf051. https://doi.org/10.1093/cercor/bhaf051