Роль бета-колебаний в ментальном путешествии во времени

Характерной чертой человеческого сознательного опыта является способность мысленно проецировать себя в новое место во времени, либо в прошлое, либо в будущее, т. е. так называемое ментальное путешествие во времени (MTT). Целью настоящего проекта является изучение нейронной основы МТТ.

Было высказано предположение, что самопроекция во времени аналогична проекции себя в пространстве, что подчеркивает роль пространственной навигации в МТТ. Действительно, задняя теменная кора, ключевая область зрительных образов в задачах, связанных с пространством, и височно-теменной переход, ключевая область ментальной проекции, задействуются при самопроекции во времени и пространстве. Однако конкретные нейронные вычисления двух процессов остаются неясными. Один из способов решить эту проблему — исследовать колебания мозга, которые могут модулировать МТТ. Одним из вероятных кандидатов для обработки МТТ являются бета-колебания из-за их роли в производстве и восприятии коротких временных интервалов, в отличие от альфа-колебаний, которые коррелируют с иллюзорными изменениями собственного местоположения в пространстве. Таким образом, мы предполагаем, что МТТ может полагаться на бета-колебания задней теменной коры для самопроецирования во времени. Более того, поскольку предыдущие исследования показали различную производительность обработки времени между молодыми и пожилыми здоровыми людьми, мы также хотим выяснить, есть ли различия между этими двумя группами населения в МТТ.

Для оценки МТТ мы разработали новую задачу, в которой участники видят стимулирующие лица разного возраста по одному. Каждое лицо представлено короткой фразой, описывающей определенное жизненное событие, обычно происходящее в среднем возрасте. Участники выполняют 2-альтернативный принудительный выбор: в «Проекции на прошлое» они указывают, вероятно или маловероятно, что человек-стимул пережил событие жизни 10 лет назад; в «проекции будущего» человек-стимул будет жить событием через 10 лет. Мы используем транскраниальную стимуляцию переменным током (tACS) для проверки у субъектов роли мишени (бета) и контрольных колебаний (альфа) в дополнение к контрольному состоянию без стимуляции (симуляция). Чтобы исключить, что tACS может просто влиять на восприятие возраста, участников также просят сообщить возраст каждого стимулирующего лица (задача оценки возраста). Кроме того, чтобы выяснить, существует ли какая-либо корреляция между МТТ и восприятием короткого временного интервала, участники выполняют задачу воспроизведения времени перед стимуляцией мозга и задачей МТТ. В задаче «Воспроизведение времени» представлен синий квадрат с переменной продолжительностью (этап кодирования). Сразу после фазы кодирования отображается красный квадрат того же размера и положения. Субъекты нажимают кнопку ответа, когда они считают, что то же самое из ранее изученного интервала времени истекло.

Пилотное исследование с участием 11 участников показывает, что бета-tACS соответствует сдвигу психометрической кривой в сторону более молодого возраста в «прошлом состоянии» и в сторону старшего возраста в «будущем состоянии». Таким образом, участники указали, что более молодое лицо с большей вероятностью пережило событие 10 лет назад, а более старое лицо с большей вероятностью переживет событие 10 лет в будущем. Это говорит о том, что бета-ТАКС приводит к недооценке времени по сравнению с ложным и альфа-ТАКС. Важно отметить, что не было никаких существенных различий в оценке истинного возраста стимулирующих лиц. Таким образом, бета-колебания могут модулировать самопроекцию во времени, поскольку эти данные согласуются с недооценкой времени.

В случае подтверждения результаты позволят нам уточнить, что самопроекция во времени зависит от задних теменных областей и бета-осцилляций. Более того, если его подтвердят наши будущие эксперименты, связанные с обработкой пространства, этот результат может также пролить новый свет на различие между самопроекцией в пространстве, которая, как известно, зависит от альфы, и самопроекцией во времени, которая зависит от бета. В целом, эти данные могут указывать на тот факт, что бета-колебания имеют решающее значение для обработки больших промежутков времени, в дополнение к их хорошо известной роли в поддержке коротких периодов времени. Это может быть связано с тем, что бета-колебания могут служить стандартом памяти, с которым сравниваются разные длительности.