Die Rolle der Beta-Oszillation bei mentalen Zeitreisen

Ein Merkmal menschlicher bewusster Erfahrung ist die Fähigkeit, sich mental an einen neuen Zeitort zu projizieren, entweder in die Vergangenheit oder in die Zukunft, d.h. das sogenannte Mental Time Travel (MTT). Das Ziel des vorliegenden Projekts ist es, die neuronalen Grundlagen von MTT zu untersuchen.

Es wurde vorgeschlagen, dass die Selbstprojektion in der Zeit der Selbstprojektion im Raum ähnlich ist, was die Rolle der räumlichen Navigation bei MTT betont. Tatsächlich werden der posteriore parietale Kortex, eine Schlüsselregion für visuelle Bilder bei raumbezogenen Aufgaben, und der temporo-parietale Übergang, eine Schlüsselregion für die mentale Projektion, beide durch Selbstprojektion in Zeit und Raum rekrutiert. Die spezifische neuronale Berechnung der beiden Prozesse bleibt jedoch unklar. Eine Möglichkeit, dies anzugehen, besteht darin, die Gehirnschwingungen zu untersuchen, die MTT modulieren können. Ein plausibler Kandidat für die MTT-Verarbeitung sind Beta-Oszillationen aufgrund ihrer Rolle bei der Produktion und Wahrnehmung kurzer zeitlicher Intervalle, im Gegensatz zu Alpha-Oszillationen, die mit illusorischen Änderungen der eigenen Position im Raum korrelieren. Daher stellen wir die Hypothese auf, dass sich das MTT auf die Beta-Oszillationen des hinteren parietalen Kortex stützt, um sich rechtzeitig selbst zu projizieren. Da frühere Studien außerdem eine unterschiedliche Leistung in der Zeitverarbeitung zwischen jungen und älteren Gesundheitspopulationen zeigten, wollen wir auch untersuchen, ob es Unterschiede zwischen diesen beiden Populationen im MTT gibt.

Um das MTT zu bewerten, haben wir eine neue Aufgabe entwickelt, bei der die Teilnehmer nacheinander Reizgesichter unterschiedlichen Alters sehen. Jedes Gesicht wird mit einem kurzen Satz präsentiert, der ein bestimmtes Lebensereignis beschreibt, das üblicherweise im mittleren Alter stattfindet. Die Teilnehmer führen eine erzwungene Wahl aus 2 Alternativen durch: In der „Vergangenheitsprojektion“ geben sie an, ob es wahrscheinlich oder unwahrscheinlich ist, dass die Stimulus-Person das Lebensereignis vor 10 Jahren erlebt hat; in der 'Zukunftsprojektion', dass die Stimulus-Person das Ereignis 10 Jahre in der Zukunft erleben wird. Wir verwenden transkranielle Wechselstromstimulation (tACS), um bei Probanden die Rolle von Ziel- (Beta) und Kontrolloszillationen (Alpha) zu testen, zusätzlich zu einem Kontrollzustand ohne Stimulation (Sham). Um auszuschließen, dass tACS einfach die Alterswahrnehmung beeinflusst, werden die Teilnehmer auch gebeten, das Alter jedes Stimulus-Gesichts anzugeben (Altersschätzungsaufgabe). Um zu untersuchen, ob es einen Zusammenhang zwischen dem MTT und der Wahrnehmung eines kurzen zeitlichen Intervalls gibt, führen die Teilnehmer außerdem eine Zeitreproduktionsaufgabe vor der Hirnstimulation und der MTT-Aufgabe durch. In der Aufgabe „Zeitreproduktion“ wird ein blaues Quadrat mit variabler Dauer (Codierungsphase) angezeigt. Unmittelbar nach der Codierungsphase wird ein rotes Quadrat gleicher Größe und Position präsentiert. Die Probanden drücken eine Antworttaste, wenn sie der Meinung sind, dass das gleiche des zuvor untersuchten Zeitintervalls abgelaufen ist.

Eine Pilotstudie mit 11 Teilnehmern zeigt, dass Beta-tACS einer Verschiebung der psychometrischen Kurve zu einem jüngeren Alter in der „Vergangenheitsbedingung“ und zu einem höheren Alter in der „Zukunftsbedingung“ entspricht. So gaben die Teilnehmer an, dass ein jüngeres Gesicht eher ein Ereignis vor 10 Jahren erlebt hat und ein älteres Gesicht eher ein Ereignis 10 Jahre in der Zukunft erlebt hat. Dies deutet darauf hin, dass Beta-tACS im Vergleich zu Schein- und Alpha-tACS zu einer Unterschätzung der Zeit führt. Entscheidend ist, dass es keine signifikanten Unterschiede bei der Schätzung des tatsächlichen Alters der Stimulus-Gesichter gab. Daher kann die Beta-Oszillation die Selbstprojektion zeitlich modulieren, da diese Daten mit einer Unterschätzung der Zeit übereinstimmen.

Wenn die Ergebnisse bestätigt werden, können wir angeben, dass die zeitliche Selbstprojektion von den hinteren Parietalregionen und Beta-Oszillationen abhängt. Darüber hinaus könnte dieses Ergebnis, wenn es durch unsere zukünftigen Experimente mit Raumverarbeitung gestützt wird, auch ein neues Licht auf die Unterscheidung zwischen Selbstprojektion im Raum werfen, die bekanntermaßen auf Alpha beruht, und Selbstprojektion in der Zeit, die auf Beta beruht. Insgesamt können diese Daten auf die Tatsache hinweisen, dass Beta-Oszillationen für die Verarbeitung langer Dauern zusätzlich zu ihrer bekannten Rolle bei der Unterstützung kurzer Dauern entscheidend sind. Dies kann daran liegen, dass die Beta-Oszillation als Gedächtnisstandard dienen kann, mit dem unterschiedliche Dauern verglichen werden.