L’échelle temporelle de l’information traitée par le système nerveux varie suivant plusieurs magnitudes : de quelques microsecondes et millisecondes, jusqu’à plusieurs secondes (Buonomano, 2000). Les durées de l’ordre de quelques millisecondes concernent une bonne partie du traitement sensoriel 13 : le système cérébral peut discriminer des durées différentes pour des tons purs (Wright et coll., 1997 ; Wright, Buonomano, Mahncke et Merzenich, 1997) et pour de la parole (Tallal, 1994 ; Shannon et coll., 1995).
En outre, des données expérimentales ont montré que certains neurones sensoriels répondent sélectivement à des motifs temporels entre 10 et 100 ms (Buonomano, 2000). Chez le singe, il s’agit de neurones sensibles aux appels (Rauschecker, Tian et Hauser,1995 ; Wang, Merzenich, Beitel, et Schreiner, 1995), aux intervalles et aux durées (Riquimaroux, 1994 ; He, Hashikawa, Ojima et Kinouchi, 1997), chez les oiseaux, des neurones sensibles aux chants (Margoliash, 1983 ; Lewicki et Arthur,1996), et chez l’humain, des neurones sensibles aux mots (Creutzfeldt, Ojemann et Lettich, 1989).
Certains codes temporels intrinsèques ont cette même échelle de durée (Mechler, Victor, Purpura et Shapley., 1998).