Une étude révèle comment notre cerveau mesure le temps

Avez-vous déjà entendu ce vieil adage selon lequel le temps passe vite quand on s’amuse ? Une nouvelle étude menée par une équipe de chercheurs de l’UNLV suggère que ce dicton est en grande partie vrai.

Beaucoup de gens pensent que leur cerveau est intrinsèquement synchronisé avec les horloges artificielles de leurs appareils électroniques, comptant le temps par incréments très précis, minute par minute. Mais une étude, publiée dans Biologie actuellemontre que notre cerveau ne fonctionne pas de cette façon.

En analysant les changements dans les schémas d’activité cérébrale, l’équipe de recherche a découvert que nous percevons le passage du temps en fonction du nombre d’expériences que nous vivons, et non d’une sorte d’horloge interne. De plus, l’augmentation de la vitesse ou de la productivité au cours d’une activité semble affecter la façon dont notre cerveau perçoit le temps.

« Nous mesurons la durée du temps dans notre propre expérience à travers les choses que nous faisons, les choses qui nous arrivent », a déclaré James Hyman, professeur associé de psychologie à l’UNLV et auteur principal de l’étude.

« Quand nous sommes immobiles et que nous nous ennuyons, le temps passe très lentement parce que nous ne faisons rien ou qu’il ne se passe rien. Au contraire, quand beaucoup d’événements se produisent, chacune de ces activités fait avancer notre cerveau. Et si c’est ainsi que notre cerveau mesure objectivement le temps, alors plus nous faisons et plus il nous arrive de choses, plus le temps passe vite. »

Méthodologie et résultats

Les résultats sont basés sur l’analyse de l’activité du cortex cingulaire antérieur (CCA), une partie du cerveau essentielle au suivi de l’activité et des expériences. Pour ce faire, les rongeurs ont été chargés d’utiliser leur nez pour répondre à une invite 200 fois.

Les scientifiques savaient déjà que les schémas cérébraux sont similaires, mais légèrement différents, à chaque fois que vous effectuez un mouvement répétitif. Ils ont donc cherché à savoir si ces légères différences dans les changements de schémas cérébraux correspondent à l’exécution du premier ou du 200e mouvement d’une série. Et le temps nécessaire pour effectuer une série de mouvements a-t-il un impact sur l’activité des ondes cérébrales ?

En comparant les changements de schémas tout au long de la tâche, les chercheurs ont observé que des changements détectables se produisent dans l’activité cérébrale lorsque l’on passe du début à la fin de la tâche. Et quelle que soit la vitesse ou la lenteur des mouvements des animaux, les schémas cérébraux suivent le même chemin.

Les modèles étaient cohérents lorsque les chercheurs ont appliqué un modèle mathématique basé sur l’apprentissage automatique pour prédire le flux de l’activité cérébrale, renforçant les preuves selon lesquelles ce sont les expériences – et non le temps, ou un nombre prescrit de minutes, comme vous le mesureriez sur une horloge – qui produisent des changements dans les modèles d’activité de nos neurones.

Hyman a fait ressortir l’essentiel de ses conclusions en racontant l’anecdote de deux ouvriers d’usine chargés de fabriquer 100 widgets pendant leur quart de travail, l’un d’eux accomplissant la tâche en 30 minutes et l’autre en 90 minutes.

« Le temps nécessaire pour accomplir la tâche n’a pas d’impact sur les schémas cérébraux. Le cerveau n’est pas une horloge, il agit comme un compteur », explique Hyman. « Notre cerveau enregistre une vibration, un sentiment à propos du temps. … Et ce que cela signifie pour nos ouvriers qui fabriquent des gadgets, c’est qu’on peut faire la différence entre la fabrication du gadget n° 85 et celle du gadget n° 60, mais pas nécessairement entre celle du n° 85 et celle du n° 88. »

Mais comment le cerveau compte-t-il exactement ? Les chercheurs ont découvert qu’à mesure que le cerveau progresse dans une tâche impliquant une série de mouvements, plusieurs petits groupes de cellules actives commencent à collaborer, transmettant ainsi la tâche à un groupe différent de neurones toutes les quelques répétitions, à la manière de coureurs qui se passent le témoin dans une course de relais.

« Les cellules travaillent donc ensemble et s’alignent de manière aléatoire au fil du temps pour accomplir leur travail : une cellule se charge de quelques tâches, puis une autre d’autres tâches », explique Hyman. « Les cellules suivent les mouvements et, par conséquent, les segments d’activités et le temps au cours de la tâche. »

Les résultats de l’étude sur la perception du temps par notre cerveau s’appliquent également aux actions basées sur des activités autres que les mouvements physiques.

« C’est la partie du cerveau que nous utilisons pour suivre une conversation pendant le dîner », explique Hyman. « Pensez au déroulement de la conversation et vous pourrez vous souvenir de ce qui s’est passé au début et à la fin du dîner. Mais il est impossible de distinguer une phrase de la suivante dans votre mémoire. Mais vous savez que vous avez parlé d’un sujet au début, d’un autre sujet pendant le dessert et d’un autre à la fin. »

En observant les rongeurs qui travaillaient rapidement, les scientifiques ont également conclu que maintenir un bon rythme permettait d’influencer la perception du temps : « Plus on fait de choses, plus le temps passe vite. On dit que le temps passe vite quand on s’amuse. Au lieu de s’amuser, peut-être faudrait-il dire “le temps passe vite quand on fait beaucoup de choses”. »

Plats à emporter

Bien qu’il existe déjà une multitude d’informations sur les processus cérébraux sur des échelles de temps très courtes de moins d’une seconde, Hyman a déclaré que l’étude de l’UNLV est révolutionnaire dans son examen des schémas cérébraux et de la perception du temps sur une période de quelques minutes à quelques heures seulement – « c’est ainsi que nous vivons une grande partie de notre vie : une heure à la fois. »

« Il s’agit de l’une des premières études examinant les échelles de temps comportementales dans cette partie particulière du cerveau appelée ACC, dont nous savons qu’elle est si importante pour notre comportement et nos émotions », a déclaré Hyman.

Le CCA est impliqué dans la plupart des troubles psychiatriques et neurodégénératifs et constitue une zone de concentration pour les troubles de l’humeur, le syndrome de stress post-traumatique, la toxicomanie et l’anxiété. La fonction du CCA est également au cœur de diverses démences, dont la maladie d’Alzheimer, caractérisée par des distorsions dans le temps.

Le CCA est depuis longtemps associé à l’aide apportée aux humains dans le séquençage d’événements ou de tâches telles que le suivi de recettes, et l’équipe de recherche spécule que leurs découvertes sur la perception du temps pourraient s’inscrire dans ce domaine.

Bien que ces résultats constituent une avancée majeure, des recherches plus poussées sont nécessaires. Néanmoins, a déclaré Hyman, les résultats préliminaires suggèrent des informations potentiellement utiles sur la perception du temps et son lien probable avec les processus de mémoire dans la vie quotidienne des citoyens. Par exemple, les chercheurs spéculent que cela pourrait apporter des informations sur la gestion de tâches scolaires ou même de ruptures.

« Si nous voulons nous souvenir de quelque chose, nous pouvons ralentir en étudiant par petites périodes et prendre le temps avant de nous engager dans l’activité suivante. Accordez-vous des moments de calme pour ne pas bouger », a déclaré Hyman. « À l’inverse, si vous voulez passer rapidement à autre chose, impliquez-vous immédiatement dans une activité. »

Hyman a également déclaré qu’il existe une relation étroite entre le CCA, les émotions et la cognition. Considérer le cerveau comme une entité physique dont on peut prendre possession pourrait nous aider à contrôler nos expériences subjectives.

« Quand les choses vont plus vite, nous avons tendance à penser que c’est plus amusant, ou parfois écrasant. Mais nous n’avons pas besoin de penser qu’il s’agit d’une expérience purement psychologique, amusante ou écrasante ; au contraire, si vous la considérez comme un processus physique, elle peut être utile », a-t-il déclaré.

« Si vous vous sentez dépassé, ralentissez ou si vous vous ennuyez, ajoutez des activités. Les gens le font déjà, mais c’est rassurant de savoir que c’est une façon de travailler sur sa propre santé mentale, puisque notre cerveau fonctionne déjà comme ça. »