我們對時間的感覺可能是一切經驗和行為的基礎，但這種感覺卻是一種不穩定的主觀感受，甚至會像海綿一樣膨脹或收縮。情緒、音樂、周圍發生的事情以及注意力的轉移，都會改變我們對時間的感覺，讓我們覺得時間加快或變慢了。例如，比起面對沒有表情的臉，我們在看到憤怒的臉時會覺得時間變慢了；越著急鍋里的水就越燒不開，而愉快的時光卻總是轉瞬即逝。
針對「是什麼延長和壓縮了我們對時間的感受」這一問題，以色列魏茲曼科學研究所研究人員艾多·托倫、克里斯多福·阿伯和羅恩·帕茲在發表於《自然·神經科學》的研究中提出了一種新見解。長期以來便有觀點認為，我們會通過獎賞和懲罰進行學習，而其背後的機制與時間感知存在聯繫。如今，這三位研究者發現了支持這種觀點的證據。研究還發現，大腦會不斷對未來將要發生的事情進行預測和期望，正是這種行為決定了我們的時間感知。
對大腦而言，不同的腦區會依靠不同的神經機制來追蹤時間，而支配時間感的神經機制會隨著不同情形發生變化。
過去數十年的研究表明，多巴胺在我們感知時間的過程中起著至關重要的作用。多巴胺會對時間感知產生影響，這些影響甚至可能會互相矛盾，引起混淆。一些研究發現，多巴胺的增加會加速動物的生物鐘，使得動物高估時間的流逝速度；也有研究發現，多巴胺會讓大腦壓縮事件經過，使時間看起來過得更快；還有研究發現這兩種效應都存在，具體要取決於事件背景。
多巴胺與時間感知的聯繫讓研究人員感興趣的部分原因是，多巴胺在獎賞和強化學習中具有功能。舉例來說，當我們收到意外的獎賞（即我們產生了預測誤差）時，多巴胺便會湧入，這一獎賞信號會讓我們繼續保持此前的行為。
多巴胺對學習過程同樣重要，學習本身就是一種行為與結果的關聯過程，它需要及時將一個事件與另一個事件聯繫起來。然而，科學家還沒有弄清楚學習和時間感知在大腦中的整合方式，以及哪些區域參與了這一過程。
以色列科學家發表的最新研究中，受試者會看到兩個數字依次在螢幕上閃爍，通常會在一個零之後再出現一個零。不過，螢幕偶爾也會隨機出現一個正整數或負整數作為第二個數：如果為正，參與者會得到獎金，但如果為負，獎金就會被扣除。實驗中，第二個數字顯示的時長會產生變化，受試者必須報告哪個數字持續時間更長。
實驗結果顯示，當出乎預料的好事發生時（研究者稱之為「正預測誤差」），這種刺激會讓受試者覺得持續了更久。而不愉快的結果（負預測誤差），則會使大腦覺得這些經歷變得更短暫。這表明，由於對結果的驚訝程度不同，我們對時間的感知也會系統性地產生偏差。研究團隊發現，預測誤差越大，對時間的感知失真越大。如果我們在應對外部信號時會延長或縮短時間感知，那我們也可能會改變自己距離某些行為和結果的感覺，而這反過來可能會影響學習這些事物聯繫的速度。
但是，預測誤差並不是塑造我們時間感的唯一因素。發表在《神經科學雜誌》上的一項研究發現，反覆受到短暫刺激的參與者往往會高估稍長間隔的持續時間。這可能是因為這一背景下，對較短暫刺激敏感的神經元變得疲倦，從而使對較持久刺激敏感的神經元主導了對後續刺激的感知方式。類似的，在反覆受到長間隔刺激後，參與者會低估稍短時間間隔的持續時間。
他們建立了一個強化學習模型，該模型能夠預測每個受試者在任務中的表現。此外，他們還對受試者進行了大腦掃描，以此追蹤核殼（與運動學習等功能有關的腦區）中的這種效應。美國加州大學伯克利分校認知神經科學家理察·伊夫里與日本科學家合作，曾對大腦活動進行掃描研究，結果表明，右側頂葉的一個區域負責這種主觀的時間體驗。伊夫里與魏茲曼的三位科學家聚焦了完全不同的大腦區域和機制，但兩項研究均觀察到了大腦對時間感知具有雙向作用。一方面，這說明了大腦中的計時過程呈多樣化。但另一方面，右側頂葉確實與核殼有功能和解剖上的聯繫，所以或許是二者的相互作用形成了對時間的綜合感知。
任何使這種（或其他）相互作用成為可能的規律和計算方式，都可能構成我們感受時間的基礎。但在這些規則和計算方式被確定之前，科學家們只能依靠時鐘來確定時間了。
