De rol van bèta-oscillatie bij mentaal tijdreizen

Een kenmerk van de menselijke bewuste ervaring is het vermogen om zichzelf mentaal te projecteren naar een nieuwe tijdlocatie, in het verleden of in de toekomst, d.w.z. de zogenaamde Mental Time Travel (MTT). Het doel van dit project is het bestuderen van de neurale basis van MTT.

Er is voorgesteld dat de zelfprojectie in de tijd vergelijkbaar is met de zelfprojectie in de ruimte, wat de rol van ruimtelijke navigatie in MTT benadrukt. Inderdaad, de posterieure pariëtale cortex, een sleutelgebied voor visuele beelden bij ruimtegerelateerde taken, en de temporo-pariëtale overgang, een sleutelgebied voor mentale projectie, worden beide gerekruteerd door zelfprojectie in tijd en ruimte. De specifieke neurale berekening van de twee processen blijft echter onduidelijk. Een manier om dit aan te pakken is door de hersenoscillaties te onderzoeken die MTT kunnen moduleren. Een plausibele kandidaat voor MTT-verwerking zijn bèta-oscillaties vanwege hun rol bij de productie en perceptie van korte tijdsintervallen, in tegenstelling tot alfa-oscillaties die correleren met illusoire veranderingen in zelflocatie in de ruimte. We veronderstellen dus dat de MTT kan vertrouwen op de bèta-oscillaties van de posterieure pariëtale cortex om zichzelf in de tijd te projecteren. Bovendien, omdat eerdere studies een verschillende prestatie in tijdverwerking tussen jonge en oudere gezondheidspopulaties lieten zien, willen we ook onderzoeken of er een verschil is tussen deze twee populaties in de MTT.

Om de MTT te beoordelen, hebben we een nieuwe taak ontwikkeld waarin deelnemers één voor één stimulusgezichten van verschillende leeftijden zien. Elk gezicht wordt gepresenteerd met een korte zin die een bepaalde levensgebeurtenis beschrijft, die gewoonlijk op middelbare leeftijd plaatsvindt. Deelnemers voeren een 2-alternatieve geforceerde keuze uit: in de 'Past Projection' geven ze aan of het waarschijnlijk of onwaarschijnlijk is dat de stimuluspersoon de levensgebeurtenis 10 jaar geleden heeft meegemaakt; in de 'Toekomstprojectie' dat de stimuluspersoon de gebeurtenis 10 jaar in de toekomst zal meemaken. We gebruiken transcraniële wisselstroomstimulatie (tACS) om bij proefpersonen de rol van doel- (Beta) en controle-oscillaties (Alpha) te testen, naast een controle-niet-stimulatieconditie (Sham). Om uit te sluiten dat tACS simpelweg de leeftijdsperceptie kan beïnvloeden, wordt deelnemers ook gevraagd om de leeftijd van elk stimulusgezicht te rapporteren (Age Estimation-taak). Bovendien, om te onderzoeken of er enige correlatie bestaat tussen de MTT en de perceptie van een kort tijdsinterval, voeren deelnemers een tijdreproductietaak uit vóór de hersenstimulatie en de MTT-taak. In de taak Tijdreproductie wordt een blauw vierkant weergegeven met een variabele duur (coderingsfase). Onmiddellijk na de coderingsfase wordt een rood vierkant van dezelfde grootte en positie weergegeven. Proefpersonen drukken op een reactieknop als ze denken dat hetzelfde van het eerder bestudeerde tijdsinterval is verstreken.

Uit een pilotstudie van 11 deelnemers blijkt dat beta-tACS overeenkomt met een verschuiving in de psychometrische curve naar een jongere leeftijd in de 'Verleden toestand', en naar een oudere leeftijd in de 'Toekomstige toestand'. Deelnemers gaven dus aan dat een jonger gezicht meer kans heeft om 10 jaar geleden een evenement te hebben meegemaakt en een ouder gezicht als meer kans om 10 jaar in de toekomst een evenement mee te maken. Dit suggereert dat bèta-tACS leidt tot een onderschatting van de tijd ten opzichte van sham en alfa-tACS. Cruciaal was dat er geen significante verschillen waren bij het schatten van de waarheidsgetrouwe leeftijd van de stimulusgezichten. Bèta-oscillatie kan dus zelfprojectie in de tijd moduleren, aangezien deze gegevens consistent zijn met een onderschatting van de tijd.

Indien bevestigd, zullen de resultaten ons in staat stellen om te specificeren dat zelfprojectie in de tijd afhankelijk is van de achterste pariëtale regio's en bèta-oscillaties. Bovendien kan dit resultaat, indien ondersteund door onze toekomstige experimenten met ruimteverwerking, ook een nieuw licht werpen op het onderscheid tussen zelfprojectie in de ruimte, waarvan bekend is dat het afhankelijk is van alfa, en zelfprojectie in de tijd die afhankelijk is van bèta. Over het algemeen kunnen deze gegevens wijzen op het feit dat bèta-oscillaties van cruciaal belang zijn voor het verwerken van lange perioden, naast hun bekende rol bij het ondersteunen van korte perioden. Dit kan zijn omdat bèta-oscillatie kan dienen als geheugenstandaard waarmee verschillende tijdsduren worden vergeleken.