The Effect of Expectancy of a Threatening Event on Time Perception in Human Adults

Two experiments were conducted to investigate the effect of a threatening stimulus in human adults in a temporal bisection task. In Experiment I. for two anchor duration conditions (400/800 vs. 800/1600 ms), the participants completed trials in which the probe duration was followed by an aversive stimulus or a nonaversive stimulus. The results showed that the duration was judged longer when the participants expected an aversive rather than a nonaversive stimulus. In Experiment 2, the effect of the temporal localization of the aversive stimulus was also tested, with the aversive stimulus being presented at the beginning or at the end of the probe duration. The results revealed a temporal overestimation in each condition compared to the trials in which no aversive stimulus was presented. Furthermore, the temporal overestimation was greater when the expectation for the forthcoming threatening stimulus was longer. This temporal overestimation is explained in terms of a speeding-up of the neural timing system in response to the increase in the arousal level produced by the expectation of a threatening stimulus.

Investigations on relational control of time perception

Tese de Doutoramento em Psicologia Básica

Cognitive and structural aspects of addiction: Relation between iris patterns, time perception, eyeblink rate, impulsivity and cigarette addiction

Objectif : Le but de ce travail est d'étudier les corrélations existantes entre les patterns de l'iris, la perception du temps et la fréquence de clignement des paupières (eye blink rate) et ceci en relation avec l'addiction à la cigarette. Méthodologie: Revue de la littérature existante. Expériences sur une cohorte d'au moins trente sujets fumeurs/non-fumeurs. Analyses statistiques. Résultats: Nos résultats confirment qu'il existe des relations entre l'impulsivité, les patterns d'iris, l'eye blink rate spontané et la perception du temps. Nous observons également que l'addiction à la cigarette et son niveau de dépendance ont une influence sur ces différentes mesures. En effet, les sujets fumeurs tendent à avoir une personnalité plus impulsive par rapport aux sujets contrôles. On remarque également une nette diminution de l'eye blink rate dans le groupe des fumeurs et une tendance à la sur-estimation du temps qui passe. Conclusion : Ce travail nous permet de mieux comprendre les différentes corrélations qui existent entre les différentes variables que nous avons mesurées (patterns d'iris, score d'impulsivité et eye blink rate) ainsi que leur relation à l'addiction à la cigarette. Dès lors qu'il est avéré que les fumeurs peuvent avoir une perception du temps altérée par rapport au groupe contrôle, il serait intéressant d'en étudier l'évolution sur le long terme (aggravation avec la durée du tabagisme actif) ainsi que les conséquences qui en découlent écologiquement au moyen d'études longitudinales et de terrain.

Does time ever fly or slow down? The difficult interpretation of psychophysical data on time perception.

Time perception is studied with subjective or semi-objective psychophysical methods. With subjective methods, observers provide quantitative estimates of duration and data depict the psychophysical function relating subjective duration to objective duration. With semi-objective methods, observers provide categorical or comparative judgments of duration and data depict the psychometric function relating the probability of a certain judgment to objective duration. Both approaches are used to study whether subjective and objective time run at the same pace or whether time flies or slows down under certain conditions. We analyze theoretical aspects affecting the interpretation of data gathered with the most widely used semi-objective methods, including single-presentation and paired-comparison methods. For this purpose, a formal model of psychophysical performance is used in which subjective duration is represented via a psychophysical function and the scalar property. This provides the timing component of the model, which is invariant across methods. A decisional component that varies across methods reflects how observers use subjective durations to make judgments and give the responses requested under each method. Application of the model shows that psychometric functions in single-presentation methods are uninterpretable because the various influences on observed performance are inextricably confounded in the data. In contrast, data gathered with paired-comparison methods permit separating out those influences. Prevalent approaches to fitting psychometric functions to data are also discussed and shown to be inconsistent with widely accepted principles of time perception, implicitly assuming instead that subjective time equals objective time and that observed differences across conditions do not reflect differences in perceived duration but criterion shifts. These analyses prompt evidence-based recommendations for best methodological practice in studies on time perception.

Time perception in mild cognitive impairment: Interval length and subjective passage of time

Objectives: Patients with mild cognitive impairment (MCI) may have difficulties in time perception, which in turn might contribute to some of their symptoms, especially memory deficits. The aim of this study was to evaluate perception of interval length and subjective passage of time in MCI patients as compared to healthy controls. Methods: Fifty-five MCI patients and 57 healthy controls underwent an experimental protocol for time perception on interval length, a questionnaire for the subjective passage of time and a neuropsychological evaluation. Results: MCI patients presented no changes in the perception of interval length. However, for MCI patients, time seemed to pass more slowly than it did for controls. This experience was significantly correlated with memory deficits but not with performance in executive tests, nor with complaints of depression or anxiety. Conclusions: Memory deficits do not affect the perception of interval length, but are associated with alterations in the subjective passage of time.

Older driver perception-reaction time for intersection sight distance and object detection. Final report. Volume II: appendixes.

Federal Highway Administration, Office of Safety and Traffic Operations Research and Development, McLean, Va.

Time flies with music whatever its emotional valence

The present study used a temporal bisection task to investigate whether music affects time estimation differently from a matched auditory neutral stimulus, and whether the emotional valence of the musical stimuli (i.e., sad vs. happy music) modulates this effect. The results showed that, compared to sine wave control music, music presented in a major (happy) or a minor (sad) key shifted the bisection function toward the right, thus increasing the bisection point value (point of subjective equality). This indicates that the duration of a melody is judged shorter than that of a non-melodic control stimulus, thus confirming that ""time flies"" when we listen to music. Nevertheless, sensitivity to time was similar for all the auditory stimuli. Furthermore, the temporal bisection functions did not differ as a function of musical mode. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

MULTIDIMENSIONAL SCALING OF MUSICAL TIME ESTIMATIONS

The aim of this study was to identify the psycho-musical factors that govern time evaluation in Western music from baroque, classic, romantic, and modern repertoires. The excerpts were previously found to represent variability in musical properties and to induce four main categories of emotions. 48 participants (musicians and nonmusicians) freely listened to 16 musical excerpts (lasting 20 sec. each) and grouped those that seemed to have the same duration. Then, participants associated each group of excerpts to one of a set of sine wave tones varying in duration from 16 to 24 sec. Multidimensional scaling analysis generated a two-dimensional solution for these time judgments. Musical excerpts with high arousal produced an overestimation of time, and affective valence had little influence on time perception. The duration was also overestimated when tempo and loudness were higher, and to a lesser extent, timbre density. In contrast, musical tension had little influence.

Dynamic calibration of our sense of time.

An accurate sense of time contributes to functions ranging from the perception and anticipation of sensory events to the production of coordinated movements. However, accumulating evidence demonstrates that time perception is subject to strong illusory distortion. In two experiments, we investigated whether the subjective speed of temporal perception is dependent on our visual environment. By presenting human observers with speed-altered movies of a crowded street scene, we modulated performance on subsequent production of "20s" elapsed intervals. Our results indicate that one's visual environment significantly contributes to calibrating our sense of time, independently of any modulation of arousal. This plasticity generates an assay for the integrity of our sense of time and its rehabilitation in clinical pathologies.

Exploration time of static images implying different body movements causes time distortions

Studies of subjective time have adopted different methods to understand different processes of time perception. Four sculptures, with implied movement ranked as 1.5-, 3.0-, 4.5-, and 6.0-point stimuli on the Body Movement Ranking Scale, were randomly presented to 42 university students untrained in visual arts and ballet. Participants were allowed to observe the images for any length of time (exploration time) and, immediately after each image was observed, recorded the duration as they perceived it. The results of temporal ratio (exploration time/time estimation) showed that exploration time of images also affected perception of time, i.e., the subjective time for sculptures representing implied movement were overestimated.\

Spatially localized distortions of event time

A fundamental question about the perception of time is whether the neural mechanisms underlying temporal judgements are universal and centralized in the brain or modality specific and distributed []. Time perception has traditionally been thought to be entirely dissociated from spatial vision. Here we show that the apparent duration of a dynamic stimulus can be manipulated in a local region of visual space by adapting to oscillatory motion or flicker. This implicates spatially localized temporal mechanisms in duration perception. We do not see concomitant changes in the time of onset or offset of the test patterns, demonstrating a direct local effect on duration perception rather than an indirect effect on the time course of neural processing. The effects of adaptation on duration perception can also be dissociated from motion or flicker perception per se. Although 20 Hz adaptation reduces both the apparent temporal frequency and duration of a 10 Hz test stimulus, 5 Hz adaptation increases apparent temporal frequency but has little effect on duration perception. We conclude that there is a peripheral, spatially localized, essentially visual component involved in sensing the duration of visual events.

La perception du temps et sa modulation par la température chez les guêpes parasitoïdes

Les modèles d'optimalité postulent que les animaux en quête de ressources utilisent le taux de gain de valeur adaptative pour optimiser plusieurs comportements tels que la répartition du temps lors de l’exploitation d‘un agrégat et l'investissement en progénitures. Bien que la durée de plusieurs comportements doit être régulée, peu d’évidences de la perception du temps sont actuellement disponibles pour les insectes et aucune pour les guêpes parasitoïdes, et ce malgré leur importance en tant que modèles écologiques. De plus, puisque les guêpes parasitoïdes sont poïkilothermes, cette capacité pourrait être affectée par la température. Nous avons supposé que les guêpes parasitoïdes auraient la capacité de percevoir le temps, à la fois de façon prospective (mesure du temps écoulé) et rétrospective (durée d'un événement passé), afin d'optimiser les décisions liées à l'exploitation d’agrégats d’hôtes et à la reproduction. Nous avons également émis l'hypothèse que la température aurait une incidence sur la perception du temps des guêpes parasitoïdes. Pour la mesure prospective du temps, nous avons utilisé la capacité d’apprentissage associatif de Microplitis croceipes (Hymenoptera: Braconidae). Les guêpes ont été entraînées à associer une odeur à la durée d'un intervalle entre des hôtes. Après leur entraînement, elles ont été testées dans un tunnel de vol avec un choix d’odeurs. Les guêpes ont choisi majoritairement l'odeur associée à l'intervalle de temps auquel elles étaient testées. Nous avons également investigué le rôle de la dépense énergétique sur la mesure du temps. Suite à une restriction de mouvement des guêpes pendant l'intervalle de temps entre les hôtes, elles choisissaient aléatoirement dans le tunnel de vol. L'absence de dépense énergétique les aurait rendues incapables de mesurer le temps. La dépense d'énergie est donc un substitut essentiel pour mesurer le temps. Pour la mesure rétrospective du temps, nous avons utilisé le processus d'évaluation de l'hôte de Trichogramma euproctidis (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Certains trichogrammes utilisent la durée du transit initial sur l'œuf hôte afin d’en évaluer la taille et d’ajuster le nombre d’œufs à y pondre. Nous avons augmenté artificiellement la durée de transit initiale de T. euproctidis en suspendant l'œuf hôte pour le faire paraître plus gros qu'un œuf de taille similaire. Une augmentation de la durée de transit initiale a augmenté la taille de la ponte. Ceci démontre la capacité de T. euproctidis de mesurer la durée du transit initial, et donc d’une mesure du temps rétrospective. Pour déterminer si la température modifie la mesure du temps dans les espèces poïkilothermes, nous avons utilisé le comportement d’exploitation d’agrégats d’hôtes de T. euproctidis. Les modèles d’optimalités prédisent que les guêpes devraient rester plus longtemps et quitter à un faible taux de gain de valeur adaptative suite à un déplacement de longue durée plutôt que pour un déplacement de courte durée. Nous avons testé l'impact d'un déplacement de 24 h à différentes températures sur l'exploitation d’agrégats d’hôtes. Un déplacement à température chaude augmente le temps de résidence dans l’agrégat et diminue le taux de gain de valeur adaptative au moment de quitter ; ces comportements sont associés à un trajet de longue durée. L'inverse a été observé lors d’un déplacement à une température froide. Les températures chaude et froide ont modulé la mesure du temps en accélérant ou ralentissant l'horloge biologique, faisant paraître le déplacement respectivement plus long ou plus court qu’il ne l’était réellement. Ces résultats démontrent clairement que les guêpes parasitoïdes ont la capacité de mesurer le temps, autant rétrospectivement que prospectivement. Des preuves directes de leur capacité sont maintenant disponibles pour au moins deux espèces de guêpes parasitoïdes, une composante essentielle des modèles d'optimalité. Le rôle de la dépense énergétique dans la mesure du temps a aussi été démontré. Nos résultats fournissent également la preuve de l'impact de la température sur la perception du temps chez les insectes. L'utilisation de la dépense énergétique en tant que proxy pour mesurer le temps pourrait expliquer une partie de sa thermosensibilité, puisque les guêpes parasitoïdes sont poïkilothermes. Cette mesure du temps sensible à la température pourrait affecter des stratégies de lutte biologique. Sur le terrain, au début de la journée, la température de l'air sera similaire à la température de l'air autour des plantes infestées par des parasites, alors qu'elle sera plus chaude pendant la journée. En lutte biologique augmentative, les guêpes parasitoïdes libérées resteraient plus longtemps dans les agrégats d’hôtes que celles relâchées en début de journée.

La perception du temps et sa modulation par la température chez les guêpes parasitoïdes

Les modèles d'optimalité postulent que les animaux en quête de ressources utilisent le taux de gain de valeur adaptative pour optimiser plusieurs comportements tels que la répartition du temps lors de l’exploitation d‘un agrégat et l'investissement en progénitures. Bien que la durée de plusieurs comportements doit être régulée, peu d’évidences de la perception du temps sont actuellement disponibles pour les insectes et aucune pour les guêpes parasitoïdes, et ce malgré leur importance en tant que modèles écologiques. De plus, puisque les guêpes parasitoïdes sont poïkilothermes, cette capacité pourrait être affectée par la température. Nous avons supposé que les guêpes parasitoïdes auraient la capacité de percevoir le temps, à la fois de façon prospective (mesure du temps écoulé) et rétrospective (durée d'un événement passé), afin d'optimiser les décisions liées à l'exploitation d’agrégats d’hôtes et à la reproduction. Nous avons également émis l'hypothèse que la température aurait une incidence sur la perception du temps des guêpes parasitoïdes. Pour la mesure prospective du temps, nous avons utilisé la capacité d’apprentissage associatif de Microplitis croceipes (Hymenoptera: Braconidae). Les guêpes ont été entraînées à associer une odeur à la durée d'un intervalle entre des hôtes. Après leur entraînement, elles ont été testées dans un tunnel de vol avec un choix d’odeurs. Les guêpes ont choisi majoritairement l'odeur associée à l'intervalle de temps auquel elles étaient testées. Nous avons également investigué le rôle de la dépense énergétique sur la mesure du temps. Suite à une restriction de mouvement des guêpes pendant l'intervalle de temps entre les hôtes, elles choisissaient aléatoirement dans le tunnel de vol. L'absence de dépense énergétique les aurait rendues incapables de mesurer le temps. La dépense d'énergie est donc un substitut essentiel pour mesurer le temps. Pour la mesure rétrospective du temps, nous avons utilisé le processus d'évaluation de l'hôte de Trichogramma euproctidis (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Certains trichogrammes utilisent la durée du transit initial sur l'œuf hôte afin d’en évaluer la taille et d’ajuster le nombre d’œufs à y pondre. Nous avons augmenté artificiellement la durée de transit initiale de T. euproctidis en suspendant l'œuf hôte pour le faire paraître plus gros qu'un œuf de taille similaire. Une augmentation de la durée de transit initiale a augmenté la taille de la ponte. Ceci démontre la capacité de T. euproctidis de mesurer la durée du transit initial, et donc d’une mesure du temps rétrospective. Pour déterminer si la température modifie la mesure du temps dans les espèces poïkilothermes, nous avons utilisé le comportement d’exploitation d’agrégats d’hôtes de T. euproctidis. Les modèles d’optimalités prédisent que les guêpes devraient rester plus longtemps et quitter à un faible taux de gain de valeur adaptative suite à un déplacement de longue durée plutôt que pour un déplacement de courte durée. Nous avons testé l'impact d'un déplacement de 24 h à différentes températures sur l'exploitation d’agrégats d’hôtes. Un déplacement à température chaude augmente le temps de résidence dans l’agrégat et diminue le taux de gain de valeur adaptative au moment de quitter ; ces comportements sont associés à un trajet de longue durée. L'inverse a été observé lors d’un déplacement à une température froide. Les températures chaude et froide ont modulé la mesure du temps en accélérant ou ralentissant l'horloge biologique, faisant paraître le déplacement respectivement plus long ou plus court qu’il ne l’était réellement. Ces résultats démontrent clairement que les guêpes parasitoïdes ont la capacité de mesurer le temps, autant rétrospectivement que prospectivement. Des preuves directes de leur capacité sont maintenant disponibles pour au moins deux espèces de guêpes parasitoïdes, une composante essentielle des modèles d'optimalité. Le rôle de la dépense énergétique dans la mesure du temps a aussi été démontré. Nos résultats fournissent également la preuve de l'impact de la température sur la perception du temps chez les insectes. L'utilisation de la dépense énergétique en tant que proxy pour mesurer le temps pourrait expliquer une partie de sa thermosensibilité, puisque les guêpes parasitoïdes sont poïkilothermes. Cette mesure du temps sensible à la température pourrait affecter des stratégies de lutte biologique. Sur le terrain, au début de la journée, la température de l'air sera similaire à la température de l'air autour des plantes infestées par des parasites, alors qu'elle sera plus chaude pendant la journée. En lutte biologique augmentative, les guêpes parasitoïdes libérées resteraient plus longtemps dans les agrégats d’hôtes que celles relâchées en début de journée.

Network of phase-locking oscillators and a possible model for neural synchronization

In order to model the synchronization of brain signals, a three-node fully-connected network is presented. The nodes are considered to be voltage control oscillator neurons (VCON) allowing to conjecture about how the whole process depends on synaptic gains, free-running frequencies and delays. The VCON, represented by phase-locked loops (PLL), are fully-connected and, as a consequence, an asymptotically stable synchronous state appears. Here, an expression for the synchronous state frequency is derived and the parameter dependence of its stability is discussed. Numerical simulations are performed providing conditions for the use of the derived formulae. Model differential equations are hard to be analytically treated, but some simplifying assumptions combined with simulations provide an alternative formulation for the long-term behavior of the fully-connected VCON network. Regarding this kind of network as models for brain frequency signal processing, with each PLL representing a neuron (VCON), conditions for their synchronization are proposed, considering the different bands of brain activity signals and relating them to synaptic gains, delays and free-running frequencies. For the delta waves, the synchronous state depends strongly on the delays. However, for alpha, beta and theta waves, the free-running individual frequencies determine the synchronous state. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Reversible acquired epileptic frontal syndrome and CSWS suppression in a child with congenital hemiparesis treated by hemispherotomy.

A boy with a right congenital hemiparesis due to a left pre-natal middle cerebral artery infarct developed focal epilepsy at 33 months and then an insidious and subsequently more rapid, massive cognitive and behavioural regression with a frontal syndrome between the ages of 4 and 5 years with continuous spike-waves during sleep (CSWS) on the EEG. Both the epilepsy and the CSWS were immediately suppressed by hemispherotomy at the age of 5 years and 4 months. A behavioural-cognitive follow-up prior to hemispherotomy, an per-operative EEG and corticography and serial post-operative neuropsychological assessments were performed until the age of 11 years. The spread of the epileptic activity to the "healthy" frontal region was the cause of the reversible frontal syndrome. A later gradual long-term but incomplete cognitive recovery, with moderate mental disability was documented. This outcome is probably explained by another facet of the epilepsy, namely the structural effects of prolonged epileptic discharges in rapidly developing cerebral networks which are, at the same time undergoing the reorganization imposed by a unilateral early hemispheric lesion. Group studies on the outcome of children before and after hemispherectomy using only single IQ measures, pre- and post-operatively, may miss particular epileptic cognitive dysfunctions as they are likely to be different from case to case. Such detailed and rarely available complementary clinical and EEG data obtained in a single case at different time periods in relation to the epilepsy, including per-operative electrophysiological findings, may help to understand the different cognitive deficits and recovery profiles and the limits of full cognitive recovery.