운전에 숙련된 운전자라면 파란신호가 노란색으로 변경 후 몇 초 후에 빨간불로 변할 지 감각적으로 알고 있을 것이다. 이것은 사람의 뇌에는 "시간을 파악하는 능력"을 갖추고 있다는 것을 의미하지만, 뇌가 어떻게 시간을 파악하고 있는지는 수수께끼로 되어 있다.
심리학자 하워드 에이첸바움 씨의 연구팀에 따르면, "시간을 파악하는 능력"을 "기억"을 담당하는 해마에서 작동하고 있을 가능성이 높다는 것이, 동물을 사용한 실험에서 나타났다는 것이다.
에이첸바움 씨의 연구팀이 실시한 실험은, 쥐가 일정 시간 디딜 방아에서 달리면 보상을 주는것을 반복, 쥐가 시간을 감각적으로 익힐 수 있는지를 조사하는 것이었다. 예를 들어, 보상을 얻기 위해 달릴 필요가있는 시간을 15초로 설정하고, 몇번이고 도전을 반복 해 가면, 쥐가 마지막으로 15초 간격을 이해하게되었다고 한다. 이 때, 해마의 신경 세포의 상태를 확인했더니, 신경의 염증이 특정 패턴으로 15초 동안 지속 되는 것으로 밝혀졌다.
또한, 어떤 뉴런이 활성화했는지를 관찰하는 것만으로, 쥐가 몇 초 디딜 방아에 있었는지를 예측할 수있을 정도로 뉴런의 발화 시간에 정확했던 것이 확인되었다. 또한 디딜 방아의 속도를 바꾸어 실험을 실시했다고 하지만, 속도의 변화에 좌우되는 것이 아니라, 쥐의 달리는 시간에 영향이 없었던 것도 확인되었다.
이것에 의해, 뉴런은 단순히 달린 거리만 체크하는 것은 아니라는 것이 밝혀졌다. 이때, 보상을 위해 달리는 시간을 변경하더라도, 해마는 새로운 간격에 적용한 뉴런의 발화 패턴을 생성하는 것을 알 수있는 조건의 변화에 유연하게 대응할 수있는 것도 확인되었다.
또한 이러한 뉴런은 "환경"에 의존하고 있는것도 밝혀지고있다. 쥐가 한 번 기억 한 패턴에서 시간 측정이 필요한 상황이 되면, 뉴런은 정해진 패턴으로 활성화한다. 그러나 다른 조건이 가해지면 동일한 뉴런도 다른 동작을 한다고 한다. 예를 들어, 쥐를 새로운 환경에 옮긴 후 탐색 시킨 경우, 이러한 뉴런에 새로운 발화 패턴을 구축하도록 하고, 장소에 따라 다른 패턴에서 뉴런이 발화하게되는 것도 확인되었다.
과거에 많은 연구자가 "운동", "기억", "색각" 등에 관련하는 뇌 영역을 특정하여 왔지만, 시간을 파악하는 위치는 특정되지 않았다. 그리고 지금까지 보여 온 연구 결과를 고려하더라도 "해마가 시간을 파악하고 있다고 보기는 어렵다"며 많은 연구자들은 에이첸바움 씨 등의 연구를 비판적으로 보고있다.
해마를 손상시키는 것은, 새로운 기억의 생성과 시간의 기억을 어렵게하는 경우가 많은 것으로 알고 있다. 과거에 뇌엽 절재 수술을 받고, 해마를 포함한 내부 측두엽을 절제한 것으로 알려진 환자의 HM 씨는, 수술 후 담당 의사에게 매일 여러 번 자기 소개를 할 수있게되었고, 기억 장애에 빠졌다라고 기록되어 있다. 또한 HM 씨를 비롯한 환자들의 대부분은 사물과 그 순서를 기억하는 것조차 어려워졌다는 것.
에이첸바움 씨는, 이러한 환자의 예를 고려해도 "해마는 "기억"과 "시간"의 쌍방에 관계하고 있을 가능성이 높다"고 결론을 내렸다.
