Beta-oscillationens rolle i mentale tidsrejser

Et kendetegn ved menneskelig bevidst oplevelse er evnen til mentalt at projicere sig selv til en ny tidslokation, enten i fortiden eller i fremtiden, det vil sige den såkaldte Mental Time Travel (MTT). Formålet med dette projekt er at studere det neurale grundlag for MTT.

Det er blevet foreslået, at selvprojektionen i tid ligner selvprojektionen i rummet, hvilket understreger den rumlige navigations rolle i MTT. Faktisk rekrutteres den bageste parietale cortex, en nøgleregion for visuelle billeder i rumrelaterede opgaver, og den temporo-parietale junction, en nøgleregion for mental projektion, ved selvprojektion i tid og rum. Den specifikke neurale beregning af de to processer er dog stadig uklar. En måde at løse dette på er ved at undersøge de hjerneoscillationer, der kan modulere MTT. En plausibel kandidat til MTT-behandling er beta-oscillationer på grund af deres rolle i produktionen og opfattelsen af ​​korte tidsintervaller, i modsætning til alfa-oscillationer, som korrelerer med illusoriske ændringer i selvplacering i rummet. Således antager vi, at MTT kan stole på posterior parietal cortex's beta-oscillationer til selv-projektering i tid. Desuden, fordi tidligere undersøgelser viste en forskellig præstation i tidsbehandling mellem unge og ældre sundhedspopulationer, ønsker vi også at undersøge, om der er forskel mellem disse to populationer i MTT.

For at vurdere MTT udviklede vi en ny opgave, hvor deltagerne ser stimulusansigter i forskellige aldre, én ad gangen. Hvert ansigt præsenteres med en kort sætning, der beskriver en bestemt livsbegivenhed, der normalt sker i middelalderen. Deltagerne udfører et 2-alternativ tvangsvalg: I 'Fortidsprojektion' angiver de, om det er sandsynligt eller usandsynligt, at stimuluspersonen har levet livsbegivenheden for 10 år siden; i 'Fremtidsprojektionen', at stimuluspersonen vil leve begivenheden 10 år ud i fremtiden. Vi bruger transkraniel vekselstrømsstimulering (tACS) til at teste i forsøgspersoner rollen som mål (Beta) og kontroloscillationer (Alfa), foruden en kontrol-ikke-stimuleringstilstand (Sham). For at udelukke, at tACS simpelthen kan påvirke aldersopfattelsen, bliver deltagerne også bedt om at rapportere alderen på hvert stimulusansigt (Aldersestimeringsopgave). Desuden, for at undersøge, om der er nogen sammenhæng mellem MTT og opfattelsen af ​​kort tidsinterval, udfører deltagerne en tidsreproduktionsopgave før hjernestimuleringen og MTT-opgaven. I opgaven Tidsreproduktion præsenteres en blå firkant med en variabel varighed (kodningsfase). Umiddelbart efter indkodningsfasen vises en rød firkant af samme størrelse og position. Forsøgspersonerne trykker på en svarknap, når de mente, at det samme af det tidligere undersøgte tidsinterval er gået.

Et pilotstudie fra 11 deltagere viser, at beta-tACS svarer til et skift i den psykometriske kurve mod en yngre alder i 'Fortidstilstanden' og mod en ældre alder i 'Fremtidstilstanden'. Deltagerne angav således, at et yngre ansigt havde større sandsynlighed for at have oplevet en begivenhed for 10 år siden, og et ældre ansigt havde større sandsynlighed for at leve en begivenhed 10 år ude i fremtiden. Dette tyder på, at beta-tACS fører til en undervurdering af tid i forhold til sham og alfa-tACS. Det er afgørende, at der ikke var nogen signifikante forskelle i estimering af de veridiske alder af stimulusansigterne. Beta-oscillation kan således modulere selvprojektion i tid, da disse data er i overensstemmelse med en undervurdering af tid.

Hvis de bekræftes, vil resultaterne give os mulighed for at specificere, at selvprojektion i tid afhænger af de posteriore parietale regioner og beta-oscillationer. Desuden, hvis det understøttes af vores fremtidige eksperimenter, der involverer rumbehandling, kan dette resultat også kaste et nyt lys over sondringen mellem selvprojektion i rummet, som vides at stole på alfa, og selvprojektion i tid, der er afhængig af beta. Samlet set kan disse data pege på det faktum, at beta-oscillationer er afgørende for behandling af lange varigheder, ud over deres velkendte rolle i at understøtte korte varigheder. Dette kan skyldes, at beta-oscillation kan tjene som en hukommelsesstandard, som forskellige varigheder sammenlignes med.