A Percepção do Tempo no Homem e nos Animais Universidade do Minho Escola de Psicologia A Percepção do Tempo no Homem e nos Animais Armando Machado Laboratório de Aprendizagem e Comportamento Animal

As “Confissões” de um santo Que é, pois, o tempo? Quem o poderá explicar facilmente e com brevidade? (...) Que realidade mais familiar e conhecida do que o tempo evocamos na nossa conversação? O que é, pois, o tempo? Se ninguém mo pergunta, sei o que é; mas se quero explicá-lo a quem mo pergunta, não sei. Alessandro Botticelli. St. Augustine. 1480. Fresco. Ognissanti, Florence, Italy. Santo Agostinho, Confissões, Livro XI Botticelli. St. Augustine. (1480)

O tempo, “realidade familiar e conhecida” O que fazemos com o tempo? Que atributos tem o tempo? Como referimos o tempo? Como classificamos o tempo? Dividimos, multiplicamos, aceleramos, atrasamos, somamos, subtraímos, damos, tiramos, esticamos, dedicamos, matamos, paramos, encontramos, guardamos, poupamos, confundimos, desperdiçamos, investimos, acabamos e queimamos. O tempo é relativo. O tempo é absoluto. O tempo é dinheiro. O tempo é eterno. O tempo é escasso. O tempo é nosso inimigo. O tempo é sagrado. O tempo é soberano. Era uma vez... Ele está atrasado. Um lapso de tempo. Sabes dizer as horas? O tempo acabou. O tempo voa. O tempo passa a correr. Ele vive no passado. Em breve chegará o tempo das vindimas. O tempo deixou marcas. A melhor altura. Nunca mais. Ainda não. Tome o seu tempo, homem. Os corredores do tempo. O passado ensina-nos. Tempo para comer. Há muito tempo. Hoje, ontem e amanhã; antes e depois, segundos, minutos, horas, dias, semanas, meses, semestres, anos, décadas, séculos e milénios. O princípio e o fim. A eternidade. Adaptado de Bowsma, O. K. , (1965). “The mystery of time (or, the man who did not know what time is)”, Philosophical Essays.

O tempo nos primórdios da Psicologia Experimental Maskelyne (1732-1811) Rei de Inglaterra – Georges III Levitin, D. J., Mathews, M., & Chu, L. (2000). The perception of cross-modal simultaneity. AIP (American Institute of Physics), Conference Proceedings, 517, 323-329. Mollon, J. D., & Perkins, A. J. (1996). Errors or judgment at Greenwich in 1796. Nature, 380, 14 March, 101-102. (citação da página 101; de Maskelyne, N. Astronomical Observations Made at the Royal Observatory at Greenwich from M.DCC.LXXXVII to M.DCC.XCVIII, Royal Society, Londond, 1799). Bessel (1784–1846) 4

O tempo nos primórdios da Psicologia Experimental Ernst Mach (1838-1916) Karl von Vierordt (1818- 1884) Der Zeitsinn (1868) O laboratório de Wundt (1879) FIG. 90. POSITIVE AND NEGATIVE CONSTANT ERRORS IN THE JUDGMENT OF DURATION: KOLLERT(1882) The indifference point (zero constant error) lies at 0.755 sec., with positive errors ("overestimation") for shorter durations and negative ("underestimation") for longer. The results are smoothed in accordance with a mathematical function. Adapted from Kollert. Mach: A sensação do tempo e a sua precisão. Vierordt: O ponto de indiferença The Figure is from Boring, 1942, p. 579. Citations from Boring, 1942: What these men in Wundt’s laboratory were hoping to find was a psychological unit of time. May there not be, they wondered, some absolute duration, near 0.7 seconds, which is always available to the mind as a standard, which is most accurately judged both in respect of estimation, being neither overestimated not underestimated, and in respect of variability, being the point where the Weber fraction is least? James later regarded this interval as a measure of the sensible present, and nearly everyone took it to be the right interval for the warning signal before maximal attention is needed for a stimulation or a reaction. The discovery of a physiologically absolute duration was a reasonable aspiration in the days of the new psychology when the mental chronometry (p. 580) of the reaction times seemed also to be providing natural durations for apperception, discrimination, cognition and choice. Nevertheless, these men were wrong. The indifference point is variable and has no regular periodicity. (p. 581) We may omit consideration of the numerous investigations of the time-sense in the present century and content ourselves with noting the final outcome in Woodrow's experiments. Woodrow showed conclusively (1930) that there is nothing absolute about the indifference point. The individual differences are too large. (p. 582) TRADUÇÃO O que esses homens no laboratório de Wundt tinham esperança de encontrar era uma unidade psicológica do tempo. Será que não haverá, perguntavam eles, uma duração absoluta, perto de 0.7 segundos, que está sempre disponível na mente como um padrão e que é julgada com maior precisão, tanto em relação à estimação, não sendo nem sobre nem subestimada, como em relação à variabilidade, sendo o ponto onde a fracção Weber é menor? Mais tarde, James considerou este intervalo como uma medida do presente sensível, e quase todas as pessoas consideram esse intervalo o mais adequado para um sinal de aviso quando se pretende máxima atenção a um estimulo ou a uma reacção. A descoberta de uma duração fisiologicamente absoluta era uma aspiração razoável nos dias da nova psicologia quando a cronometria mental (p. 580) dos tempos de reacção também parecia estar a fornecer durações naturais para a apercepção, a discriminação, a cognição e a escolha. No entanto, esses homens estavam errados. O ponto de indiferença é variável e não tem periodicidade regular. (p. 581) Não vamos considerar as inúmeras investigações do sentido do tempo do século actual, mas apenas realçar o resultado final dos estudos de Woodrow. Woodrow mostrou conclusivamente (1930) que não há nada absoluto no ponto de indiferença. As diferenças individuais são muito grandes. (p. 582)

O tempo nos primórdios da Psicologia Experimental Adaptado de Kollert, 1882. FIG. 90. POSITIVE AND NEGATIVE CONSTANT ERRORS IN THE JUDGMENT OF DURATION: KOLLERT(1882) The indifference point (zero constant error) lies at 0.755 sec., with positive errors ("overestimation") for shorter durations and negative ("underestimation") for longer. The results are smoothed in accordance with a mathematical function. Adapted from Kollert. Mach: A sensação do tempo e a sua precisão. Vierordt: O ponto de indiferença The Figure is from Boring, 1942, p. 579. Citations from Boring, 1942: What these men in Wundt’s laboratory were hoping to find was a psychological unit of time. May there not be, they wondered, some absolute duration, near 0.7 seconds, which is always available to the mind as a standard, which is most accurately judged both in respect of estimation, being neither overestimated not underestimated, and in respect of variability, being the point where the Weber fraction is least? James later regarded this interval as a measure of the sensible present, and nearly everyone took it to be the right interval for the warning signal before maximal attention is needed for a stimulation or a reaction. The discovery of a physiologically absolute duration was a reasonable aspiration in the days of the new psychology when the mental chronometry (p. 580) of the reaction times seemed also to be providing natural durations for apperception, discrimination, cognition and choice. Nevertheless, these men were wrong. The indifference point is variable and has no regular periodicity. (p. 581) We may omit consideration of the numerous investigations of the time-sense in the present century and content ourselves with noting the final outcome in Woodrow's experiments. Woodrow showed conclusively (1930) that there is nothing absolute about the indifference point. The individual differences are too large. (p. 582) TRADUÇÃO O que esses homens no laboratório de Wundt tinham esperança de encontrar era uma unidade psicológica do tempo. Será que não haverá, perguntavam eles, uma duração absoluta, perto de 0.7 segundos, que está sempre disponível na mente como um padrão e que é julgada com maior precisão, tanto em relação à estimação, não sendo nem sobre nem subestimada, como em relação à variabilidade, sendo o ponto onde a fracção Weber é menor? Mais tarde, James considerou este intervalo como uma medida do presente sensível, e quase todas as pessoas consideram esse intervalo o mais adequado para um sinal de aviso quando se pretende máxima atenção a um estimulo ou a uma reacção. A descoberta de uma duração fisiologicamente absoluta era uma aspiração razoável nos dias da nova psicologia quando a cronometria mental (p. 580) dos tempos de reacção também parecia estar a fornecer durações naturais para a apercepção, a discriminação, a cognição e a escolha. No entanto, esses homens estavam errados. O ponto de indiferença é variável e não tem periodicidade regular. (p. 581) Não vamos considerar as inúmeras investigações do sentido do tempo do século actual, mas apenas realçar o resultado final dos estudos de Woodrow. Woodrow mostrou conclusivamente (1930) que não há nada absoluto no ponto de indiferença. As diferenças individuais são muito grandes. (p. 582) “O que esses homens no laboratório de Wundt tinham esperança de encontrar era uma unidade psicológica do tempo.” (Boring, 1942)

As diferentes escalas da regulação temporal “Circadian Timing” “Interval Timing” Acordamos para o tempo, graças a um despertador, e passamos o dia governados pelo tempo -- a reunião, as visitas, a conferência, o almoço, estão todas prontas para começar a uma hora específica. Podemos coordenar as nossas actividades com as dos outros porque todos nós implicitamente concordamos em adoptar um único sistema para medir o tempo, um sistema baseado no inexorável aparecer e desaparecer da luz do dia. No curso da evolução, os seres humanos desenvolveram um relógio biológico ajustado para este ritmo alternado de luz e escuridão. Este relógio, localizado no hipotálamo do cérebro, governa o que eu chamo de tempo corporal. Mas há um outro tipo de tempo completamente diferente. O tempo mental tem a ver com como nós sentimos a passagem do tempo e como organizamos a cronologia. “Millisecond Timing” Buhusi & Meck (2005)

Caixa de Skinner O “microscópio” do psicólogo da aprendizagem

Caixa de Skinner O “microscópio” do psicólogo da aprendizagem Tempo concorrente Tempo retrospectivo Tempo prospectivo

Tempo concorrente 16 s 48 s Machado & Monteiro, 2008, Behavioural Processes

Tempo concorrente 48 s Machado & Monteiro, 2008, Behavioural Processes

Tempo concorrente Machado & Monteiro, 2008, Behavioural Processes

O modelo “Learning-to-Time” (LeT) Sinal Estados Comportamentais, X(t,n) Conexões Associativas W(t,n) Força da Resposta, RR(t) Machado, 1997, Psychological Review Machado, Malheiro, & Erlhagen, 2009, Journal of the Experimental Analysis of Behavior

O modelo “Learning-to-Time” (LeT) Machado, 1997, Psychological Review Machado, Malheiro, & Erlhagen, 2009, Journal of the Experimental Analysis of Behavior

Tempo Retrospectivo

Bissecção temporal: Treino 1s ou 4 s X

Bissecção temporal: Teste

Bissecção e o modelo LeT X

Bissecção e o modelo LeT X

O modelo e os dados Machado, 1997, Psychological Review 20

Bisecção temporal em bebés Bebés de 4 meses Droit-Volet, S. (2011). Child and Time. In A. Vatakis, A. Esposito, M. Giagkou, F. Cummins & G. Papdelis (Eds.). Multidisciplinary Aspects of Time and Time Perception”. Springer-Verlag: Berlin Heidelberg, 151-173. We recently succeeded in adapting this temporal bisection procedure for use in infants as young as 4 months old [54]. During a training phase, the infants were presented with two sounds, namely a short (0.5 s) and a long sound (1.5 s). They were then trained to look to the left after S and to the right after L (counterbalanced order), with a correct response resulting in the appearance of a picture on the side toward which the infant had looked (left or right; reinforcement). During the test phase, the infants were presented with S and L and sound durations of intermediate values (750, 1000, 1250 ms). In this phase, S and L were followed by reinforcements either immediately or after a 3 s interval. The first look to the right, to the left or elsewhere, and the time spent by the infants looking in these directions for a period of 3 s following the sound were recorded. As shown in Figure 1, in this bisection procedure, the infants exhibited orderly psychometric functions with p(long) increasing with the stimulus duration (i.e., they looked to the right for longer after L). This indicates that they were sensitive to changes in sound durations. In addition, in bisection, three indexes of temporal performance are calculated: the Bisection Point (BP), the Difference Limen (DL), and the Weber Ratio (WR). The BP is the point of subjective equality, i.e. the stimulus duration (t) that gives rise to p(long) = .50. The DL is the just noticeable difference (t(p(long) = .75) - t(p(long) = .25) /2), i.e., the smallest change in stimulus durations that is detected and produces a change in behavior.

Bisecção temporal em crianças 3 anos 5 anos Droit-Volet, S. (2011). Child and Time. In A. Vatakis, A. Esposito, M. Giagkou, F. Cummins & G. Papdelis (Eds.). Multidisciplinary Aspects of Time and Time Perception”. Springer-Verlag: Berlin Heidelberg, 151-173. We recently succeeded in adapting this temporal bisection procedure for use in infants as young as 4 months old [54]. During a training phase, the infants were presented with two sounds, namely a short (0.5 s) and a long sound (1.5 s). They were then trained to look to the left after S and to the right after L (counterbalanced order), with a correct response resulting in the appearance of a picture on the side toward which the infant had looked (left or right; reinforcement). During the test phase, the infants were presented with S and L and sound durations of intermediate values (750, 1000, 1250 ms). In this phase, S and L were followed by reinforcements either immediately or after a 3 s interval. The first look to the right, to the left or elsewhere, and the time spent by the infants looking in these directions for a period of 3 s following the sound were recorded. As shown in Figure 1, in this bisection procedure, the infants exhibited orderly psychometric functions with p(long) increasing with the stimulus duration (i.e., they looked to the right for longer after L). This indicates that they were sensitive to changes in sound durations. In addition, in bisection, three indexes of temporal performance are calculated: the Bisection Point (BP), the Difference Limen (DL), and the Weber Ratio (WR). The BP is the point of subjective equality, i.e. the stimulus duration (t) that gives rise to p(long) = .50. The DL is the just noticeable difference (t(p(long) = .75) - t(p(long) = .25) /2), i.e., the smallest change in stimulus durations that is detected and produces a change in behavior. 8 anos

Bissecção temporal em adultos Allan & Gibbon (1991) FIGURE 2 Temporal bisection procedure: probability of a long response as a function of signal duration (3.0, 3.37, 3.78, 4.25, 4.77, 5.35, and 6.0 sec) for auditory (A) and visual (V) stimuli presented within the same session. Participants were age-matched controls (n = 6), cerebellar lesion patients (n = 3). Parkinson's disease (PD) patients (n = 4), or Alzheimer's disease (AD) patients (n = 4). See Penney et al. (2000) for additional procedural details. Meck, W. (2003). Introduction: The persistence of time. In Warren H. Meck (Ed.) Functional and neural mechanisms of interval timing (pp. XVII-XLI). New York: CRC Press.

Bissecção temporal na clínica Auditivo Visual Controlo Parkinson FIGURE 2 Temporal bisection procedure: probability of a long response as a function of signal duration (3.0, 3.37, 3.78, 4.25, 4.77, 5.35, and 6.0 sec) for auditory (A) and visual (V) stimuli presented within the same session. Participants were age-matched controls (n = 6), cerebellar lesion patients (n = 3). Parkinson's disease (PD) patients (n = 4), or Alzheimer's disease (AD) patients (n = 4). See Penney et al. (2000) for additional procedural details. Meck, W. (2003). Introduction: The persistence of time. In Warren H. Meck (Ed.) Functional and neural mechanisms of interval timing (pp. XVII-XLI). New York: CRC Press. Cerebelo Alzheimer Meck (2003) 24

Um efeito de contexto TESTES De 1 s a 16 s 4 s X 1 s 4 s 16 s X

Um efeito de contexto 4 s X 1 s 4 s 16 s X TESTES De 1 s a 16 s 4 s X 1 s Machado & Keen (1999) 4 s 16 s X

Contraste temporal? Fria Morna Quente Arantes (2008) Machado & Oliveira (2009) Arantes & Machado (2011) Machado & Pata (2005) Arantes & Machado (2008) Oliveira & Machado (2008) Machado & Arantes (2006) Oliveira & Machado (2009) Machado & Keen (1999) Vieira de Castro & Machado (2012) Fria Morna Quente

O tempo que corre 1º 2º 1 s 1 ou 3 s R 800, 520 130, 200 800, 640 88, 200

FILOSOFIA: O tempo é o pai da verdade. Universidade do Minho Escola de Psicologia FILOSOFIA: O tempo é o pai da verdade. POLÍTICA: Não há segredos que o tempo não revele. ECONOMIA: A mais lamentável de todas as perdas é a perda de tempo. PSICOLOGIA: O tempo que passa não passa depressa. O que passa depressa é o tempo que passou. FENOMENOLOGIA: Quanto tempo é um minuto, depende de que lado estás da porta da casa de banho.

Obrigado

O tempo que corre 1º 2º 1 s 1 ou 3 s R

Tempo prospectivo Treino Comida Tempo (s) 15 30 45 60 Comida Tempo (s) 15 30 45 60 Machado & Vasconcelos, 2006, Behavioural Processes Vieira de Castro & Machado, 2010, Behavioural Processes

Tempo prospectivo Treino Tempo (s) 15 30 45 60 Tempo (s) 15 30 45 60 Machado & Vasconcelos, 2006, Behavioural Processes

Quanto tempo falta? Teste 15 30 45 60 Tempo (s) Decisão: O que fará o pombo? Fica na tecla Verde ou muda para a Vermelha?

A representação do tempo 15 30 45 60 Tempo (s) Linear Logarítmica Tempo subjectivo Tempo subjectivo Tempo (s) Tempo (s)

Machado & Vasconcelos (2006) O tempo que falta Machado & Vasconcelos (2006) Gibbon & Church (1981) Machado, A., & Vasconcelos, M. (2006). Acquisition versus steady state in the time-left experiment. Behavioural Processes ,71, 172–187. 36

Recorda: O Tempo é sempre um jogador atento Que ganha, sem furtar, cada jogada! É a lei. O dia vai, a noite vem; recordar-te-ei! Esgota-se a clepsidra; o abismo está sedento. Charles Baudelaire, “O relógio”

A fenomenologia do tempo Quando um homem se senta ao lado de uma rapariga bonita, uma hora parece um minuto. Mas se ele se sentar num fogão quente, um minuto parecerá mais do que qualquer hora. Isso é relatividade. Albert Einstein (citado por Steve Mirsky, 2002, Scientific American, 287, 3, p. 102) When a man sits with a pretty girl for an hour, it seems like a minute. But let him sit on a hot stove for a minute and it's longer than any hour. That's relativity.

O efeito de drogas no sentido do tempo

A fenomenologia do tempo

Bissecção temporal: Teste 2, 2.5, 3 4 s 1 s

1s ou 4 s X X