Beta-oscillasjonens rolle i mentale tidsreiser

Et kjennetegn ved menneskelig bevisst opplevelse er evnen til mentalt å projisere seg selv til et nytt tidssted, enten i fortiden eller i fremtiden, det vil si den såkalte Mental Time Travel (MTT). Målet med dette prosjektet er å studere det nevrale grunnlaget for MTT.

Det har blitt foreslått at selvprojeksjonen i tid ligner på selvprojeksjonen i rommet, og understreker rollen til romlig navigasjon i MTT. Faktisk er den bakre parietale cortex, en nøkkelregion for visuelle bilder i romrelaterte oppgaver, og temporop-parietal-krysset, en nøkkelregion for mental projeksjon, begge rekruttert ved selvprojeksjon i tid og rom. Imidlertid er den spesifikke nevrale beregningen av de to prosessene uklar. En måte å løse dette på er ved å undersøke hjerneoscillasjonene som kan modulere MTT. En plausibel kandidat for MTT-behandling er beta-oscillasjoner på grunn av deres rolle i produksjon og oppfatning av korte tidsintervaller, i motsetning til alfa-oscillasjoner som korrelerer med illusoriske endringer i selvplassering i rommet. Dermed antar vi at MTT kan stole på bakre parietale cortexs beta-oscillasjoner for å selvprojisere i tid. Fordi tidligere studier viste ulik ytelse i tidsbehandling mellom unge og eldre helsepopulasjoner, ønsker vi dessuten å undersøke om det er forskjeller mellom disse to populasjonene i MTT.

For å vurdere MTT utviklet vi en ny oppgave der deltakerne ser stimulusansikter i forskjellige aldre, en om gangen. Hvert ansikt presenteres med en kort setning som beskriver en bestemt livshendelse, som vanligvis skjer i middelalderen. Deltakerne utfører et 2-alternativ tvangsvalg: i 'Past Projection' angir de om det er sannsynlig eller usannsynlig at stimuluspersonen har levd livshendelsen for 10 år siden; i 'Fremtidsprojeksjonen' at stimuluspersonen vil leve hendelsen 10 år frem i tid. Vi bruker transkraniell vekselstrømstimulering (tACS) for å teste rollen som mål (Beta) og kontrolloscillasjoner (Alfa) i forsøkspersoner, i tillegg til en kontroll ikke-stimuleringstilstand (Sham). For å utelukke at tACS ganske enkelt kan påvirke aldersoppfatningen, blir deltakerne også bedt om å rapportere alderen på hvert stimulusansikt (Aldersestimeringsoppgave). Dessuten, for å undersøke om det er noen sammenheng mellom MTT og oppfatningen av kort tidsintervall, utfører deltakerne en tidsreproduksjonsoppgave før hjernestimuleringen og MTT-oppgaven. I oppgaven Tidsreproduksjon presenteres en blå firkant med variabel varighet (kodingsfase). Umiddelbart etter kodingsfasen vises en rød firkant av samme størrelse og posisjon. Forsøkspersonene trykker på en svarknapp når de mente at det samme av det tidligere studerte tidsintervallet har gått.

En pilotstudie fra 11 deltakere viser at beta-tACS tilsvarer en forskyvning i den psykometriske kurven mot en yngre alder i 'Fortidstilstanden', og mot en eldre alder i 'Fremtidstilstanden'. Dermed indikerte deltakerne at et yngre ansikt er mer sannsynlig å ha levd en begivenhet for 10 år siden og et eldre ansikt som mer sannsynlig å leve en begivenhet 10 år i fremtiden. Dette antyder at beta-tACS fører til en undervurdering av tid i forhold til sham og alfa-tACS. Avgjørende var det ingen signifikante forskjeller i å estimere de veridiske alderen til stimulusansiktene. Dermed kan beta-oscillasjon modulere selvprojeksjon i tid, siden disse dataene stemmer overens med en underestimering av tid.

Hvis de bekreftes, vil resultatene tillate oss å spesifisere at selvprojeksjon i tid er avhengig av de bakre parietale regionene og beta-oscillasjoner. Dessuten, hvis det støttes av våre fremtidige eksperimenter som involverer rombehandling, kan dette resultatet også kaste et nytt lys på skillet mellom selvprojeksjon i rommet, som er kjent for å stole på alfa, og selvprojeksjon i tid som er avhengig av beta. Samlet sett kan disse dataene peke på det faktum at beta-oscillasjoner er kritiske for behandling av lang varighet, i tillegg til deres velkjente rolle i å støtte korte varigheter. Dette kan skyldes at beta-oscillasjon kan tjene som en minnestandard som forskjellige varigheter sammenlignes med.