不久前的一天，一名 27 岁的女性被送往特拉维夫索拉斯基医疗中心，她昏昏欲睡，神志不清。该中心的神经心理学家 Fani Andelman 和同事们对她进行了一系列心理测试，以评估她的精神状态。起初，这名女子似乎一切正常。她能清楚地看到和说话。她能理解词语的意思，也能回忆起名人的脸。她甚至能解决逻辑谜题，包括一个需要她提前计划几步的复杂测试。但她的记忆存在缺陷。她仍然能记住自己生活之外的近期事件，并且能告诉 Andelman 自己直到 2004 年的生活细节。但从那以后，她的自传就变得支离破碎了。医生们越是探究她所谓的“情景记忆”（对过去个人事件的顺序回忆），她就越是沮丧。至于想象自己的未来，那更是无望了。当被问及她认为明天之后可能会做什么时，她什么也说不出来。
Andelman 意识到，这位病人不仅失去了过去，也失去了未来。她不可能想象时间旅行。在她接受检查期间，这名女子对她缺乏预见性给出了一个解释。“我几乎不知道我在哪里，”她说。“我不会想象自己身处未来。我不知道回家后要做什么。你需要一个基础来构建未来。”
过去和未来可能看起来是两个不同的世界，但它们在我们的头脑中却紧密相连。在最近对心理时间旅行的研究中，神经科学家们发现，我们在回忆过去和想象未来的生活中，会使用大脑的许多相同区域。事实上，我们对预见的需要可能解释了我们为何能够形成记忆。它们确实是“构建未来的基础”。而且，我们对过去和未来的感知可能对我们这个物种的成功至关重要。
多伦多大学的神经科学家 Endel Tulving 于 1985 年首次提出了记忆与预见之间的联系。他在检查一名脑损伤患者时想到了这一点。“N.N.”，正如这名男子为人所知，他仍然保留着基本事实的记忆。他可以解释如何拨打长途电话，也能画出自由女神像。但他的生活中的任何事件他都记不起来了。换句话说，他失去了情景记忆。Tulving 和他的同事们随后发现，N.N. 无法想象未来。“你明天会做什么？”Tulving 在一次采访中问他。沉默了 15 秒后，N.N. 微笑着说：“我不知道。”
“你还记得这个问题吗？”Tulving 问。
“关于我明天要做什么？”N.N. 回答。
“是的。当你试着去想它时，你会如何描述你的心态？”
N.N. 又停顿了几秒钟。“我想，一片空白吧，”他说。未来这个概念本身，对 N.N. 来说似乎毫无意义。“就像在一个空房间里，有一个人告诉你去找把椅子，”他解释道。
基于他对 N.N. 的研究，Tulving 提出，将我们自己投射到未来需要与我们回忆过去时使用的相同的大脑回路。在过去十年中，随着科学家们开始使用功能性磁共振成像 (fMRI) 扫描仪来探测大脑活动，他们发现了支持他假说的证据。例如，去年，Tulving 和他的同事们让志愿者躺在 fMRI 扫描仪中，想象他们在过去、现在和未来的样子。研究人员发现，志愿者在思考过去和未来时，大脑的许多区域会变得活跃，但在思考现在时则不会。
对儿童的研究也支持 Tulving 的时间旅行假说。之前的研究表明，大约 4 岁时，儿童开始发展出强大的情景记忆。澳大利亚昆士兰大学的心理学家 Thomas Suddendorf 设计了一系列实验，以检验预见性是否也以相同的时间发展。在一项今年早些时候发表的实验中，他给 3 岁和 4 岁的孩子展示了一个箱子，箱子的一侧有一个三角形的孔，并演示了如何用一个三角形的钥匙打开它。然后，他用一个带有方形锁的箱子换掉了原来的箱子，并给了孩子们三把不同的钥匙。96 名受试者中的大多数都能正确选择方形钥匙，无论他们的年龄如何。
然后 Suddendorf 再次进行实验，但增加了一个测试孩子预见性的环节。孩子们没有立即为方形锁选择钥匙，而是先被带到另一个房间玩了 15 分钟；之后，他们才被提供钥匙的选择，然后他们必须带着钥匙回到有箱子的房间。孩子们必须预测当他们尝试解锁时会发生什么。这次，Suddendorf 发现 3 岁和 4 岁的孩子之间存在明显差异。年幼的孩子选择错误钥匙的可能性与选择正确钥匙的可能性一样大。年长的孩子表现得好得多——这可能是因为他们拥有更成熟的情景记忆，他们记住了方形锁，并利用这些知识来预测只有方形钥匙才能打开箱子的未来。
加州大学圣巴巴拉分校的心理学家 Stan Klein 认为，预见性和情景记忆的交织可能有助于解释这种记忆最初是如何进化的。在 Klein 看来，情景记忆的出现部分原因在于它有助于个体做出关于下一步行动的良好决策。例如，它可以指导我们的祖先避开在月光明亮的夜晚去某个水源地，因为那时剑齿虎经常出没。
Klein 已经进行了一系列实验来检验这一假说。在他去年发表的一项研究中，他探究了 224 名本科生的记忆。一些学生被要求回忆他们过去的一次露营经历。另一些学生则被要求简单地想象一个露营地。第三组学生被告知要想象计划一次露营 trip 的过程。然后，所有三组学生都看了一份包含 30 个单词的列表（包括食物、树木和悲伤），在进行其他任务几分钟后，他们必须尽可能多地写下列表中的单词。被要求计划露营 trip 的学生比其他学生回忆起更多的单词。Klein 说，他的研究结果说明了记忆在决策中的价值：当学生们积极地计划未来时，他们的记忆表现最佳。
心理时间旅行的前体可能在 1 亿多年前的哺乳动物身上就已经进化了。科学家们可以通过研究实验室老鼠来了解其起源的线索。当一只老鼠在一个空间中移动时——无论是草地还是实验室迷宫——它都会在其海马体（一个位于大脑核心附近的大脑结构）中编码一张地图。那里的神经元在沿途的特定位置会变得活跃。当老鼠再次经过这条路线时，相同的“地点细胞”会按相同的顺序放电。
2009 年，由麻省理工学院神经科学家 Tom Davidson 和 Fabian Kloosterman 领导的一个小组观察了老鼠沿一条蜿蜒 10 米长的轨道行走。研究人员能够识别出沿着这条路线上不同位置放电的地点细胞。不时地，老鼠会在轨道上停下来休息。Davidson 注意到了一些有趣的事情：有时在休息期间，地点细胞会再次活跃起来，以相同的顺序（但速度是导航时的 20 倍）放电。这似乎表明老鼠正在脑海中快速回放它们在轨道上的旅程。
明尼苏达大学的神经科学家 David Redish 正在详细研究这一过程。他和他的同事最近建造了一个更复杂的老鼠迷宫，一个带有穿过其中间的捷径的矩形环形道。当老鼠跑过中间时，它们可以选择向左或向右，只有一个方向能通往食物。利用植入的电极，科学家们“窃听”了他们实验老鼠的海马体。
正如预期的那样，当动物们在迷宫中奔跑时，它们的地点细胞会放电。但有时，当老鼠在休息或决定往哪个方向转弯时，地点细胞的放电表明它们正在想象以不同的方向跑过迷宫。事实上，信号似乎覆盖了所有可能的路线，无论是向前还是向后。Redish 总结说，老鼠们在思考许多选择，将自己投射到不同的未来，以帮助它们决定下一步去哪里。
许多研究表明，海马体对我们自己的预见能力仍然至关重要。例如，海马体损伤会剥夺人们的预见能力，而当大脑健康的人思考未来时，海马体也是活跃网络的一部分。但我们的预见能力远远超出了啮齿动物。我们不仅仅是想象穿过森林，我们还会向前进入一个社交的未来，在这个未来中，我们可以预测人们对我们所做的事情会如何反应。
科学家们无法确定我们的祖先确切何时转向了这种更复杂的时空旅行。从一些关于我们猿类同胞的有趣故事来看，这种转变可能始于我们的灵长类祖先。例如，在 20 世纪 90 年代，瑞典的动物园管理员监视了一只不断向人类游客投掷石头的黑猩猩。他们发现，在动物园每天开门之前，这只黑猩猩都会收集一堆石头，似乎是为了在游客到来时准备好袭击的弹药。这只黑猩猩是否看到了几个小时后的自己，并意识到它需要一个弹药库？我们唯一能确定的方法就是让这只黑猩猩告诉我们。
