A common neural mechanism underlies experiences of passage of time
Durch den Einsatz von EEG in Virtual-Reality-Umgebungen zeigt diese Studie, dass ein gemeinsamer, situationsunabhängiger neuronaler oszillatorischer Mechanismus dem subjektiven Erleben des Zeitvergehens zugrunde liegt, unabhängig von spezifischen visuellen Stimuli oder der tatsächlichen Dauer.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Zeit fühlt sich unterschiedlich an, je nachdem, was man gerade tut. Wenn man in einer langweiligen Schlange steht, können sich die Minuten wie eine Ewigkeit hinziehen, doch wenn man in ein faszinierendes Gespräch vertieft ist, vergehen Stunden wie im Flug. Dieses Gefühl, dass die Zeit langsam oder schnell vergeht, ist eine universelle menschliche Erfahrung, die sich davon unterscheidet, einfach nur zu zählen, wie viele Sekunden tatsächlich vergangen sind. Wissenschaftler haben sich schon lange gefragt, ob dieses subjektive Gefühl des Zeitvergehensens nur eine Sammlung verschiedener mentaler Tricks ist, die unser Gehirn in unterschiedlichen Situationen anwendet, oder ob ein einzlich einheitlicher Motor darunter läuft. Verwendet das Gehirn eine spezifische Methode, um das Gefühl entstehen zu lassen, dass die Zeit rast, unabhängig davon, ob wir gelangweilt oder aufgeregt sind, oder schaltet es je nach Kontext die Gänge komplett um?
Um dies zu beantworten, entwarfen Forscher des Forschungszentrums Jülich und der Universität zu Köln ein Experiment, bei dem Freiwillige in eine virtuelle Welt versetzt wurden, um einen Himmel voller bewegter Sterne zu beobachten. Sie wollten herausfinden, ob sie ein gemeinsames Muster in der elektrischen Aktivität des Gehirns finden konnten, das vorhersagte, ob eine Person das Gefühl hatte, die Zeit würde schnell oder langsam vergehen, unabhängig davon, wie sich die Sterne bewegten. Das Team nutzte ein Head-Mounted-Display, um den Teilnehmern eine Sicht aus einem Raumschiffcockpit zu zeigen, die auf ein Feld farbiger Sterne blickte. Diese Sterne bewegten sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und erschienen in unterschiedlicher Anzahl, wodurch eine visuelle Umgebung geschaffen wurde, die so gestaltet werden konnte, dass sie sich wie eine Beschleunigung oder Verlangsamung der Zeit anfühlte. Während die Teilnehmer diese Sterne etwa zwanzig Sekunden lang beobachteten, zeichneten die Forscher ihre Gehirnwellen mit einer Kappe mit vierundsechzig Sensoren auf, die auf ihrer Kopfhaut platziert waren.
Die Studie konzentrierte sich auf zwei Hauptvariablen: wie schnell sich die Sterne bewegten und wie viele Sterne sich am Himmel befanden. Durch die Veränderung dieser beiden Faktoren erzeugten die Forscher sechs verschiedene Versionen des Sternenfeldes. Einige hatten gar keine Bewegung, einige bewegten sich langsam und einige bewegten sich schnell. Ähnlich verhielt es sich mit der Dichte: Einige hatten nur wenige Sterne, andere waren dicht gefüllt mit vielen. Nach jeder Betrachtung wurden die Teilnehmer gebeten, anzugeben, welche Farbe am dominantesten war, und dann die Geschwindigkeit, mit der die Zeit aus ihrer Sicht vergangen ist, auf einer Skala von null bis einhundert zu bewerten. Die Ergebnisse bestätigten, dass die visuellen Veränderungen funktionierten: Wenn die Sterne schneller bewegten oder zahlreicher waren, berichteten die Menschen konsistent, dass die Zeit schneller zu vergehen schien.
Der Kern der Forschung lag jedoch nicht nur darin, was die Teilnehmer fühlten, sondern was ihre Gehirne währenddessen taten. Die Forscher unterteilten die zwanzigsekündigen Beobachtungszeiträume in kleine Zwei-Sekunden-Schnappschüsse und analysierten die elektrischen Rhythmen des Gehirns während dieser Momente. Sie nutzten ein Computerprogramm, um nach einer Beziehung zwischen dem spezifischen Muster der Gehirnwellen und der Bewertung zu suchen, die der Teilnehmer später abgab. Sie fanden heraus, dass der elektrische Zustand des Gehirns während der Betrachtung tatsächlich ein zuverlässiger Prädiktor dafür war, wie die Person das Vergehen der Zeit beurteilte. Wenn das Gehirn ein bestimmtes Aktivitätsmuster zeigte, konnte der Computer genau vorhersagen, ob die Person sagen würde, dass die Zeit langsam oder schnell verging.
Die bedeutendste Entdeckung kam, als die Forscher testeten, ob dieses Gehirnmuster spezifisch für nur eine Art von Sternenfeld war oder ob es sich um ein universelles Signal handelte. Sie trainierten den Computer, das Gehirnmuster für eine spezifische Kombination aus Geschwindigkeit und Sterndichte zu erkennen, und fragten dann, ob dasselbe Muster auch das Zeitgefühl bei einer völlig anderen Kombination vorhersagen konnte. Könnte beispielsweise das Gehirnmuster, das beim Beobachten langsam bewegter Sterne gelernt wurde, das Zeitgefühl beim Beobachten schneller bewegender Sterne vorhersagen? Die Antwort war ja. Dieselbe neuronale Signatur, die das Gefühl eines schnellen Zeitvergehens in einem dichten, schnell bewegten Himmel vorhersagte, sagte dies auch in einem spärlichen, langsam bewegten Himmel voraus. Dies deutet darauf an, dass das Gehirn nicht für jede andere Situation einen anderen Mechanismus verwendet. Stattdessen stützt es sich auf einen einzigen, stabilen Prozess, der die Intensität der Veränderung in der Umgebung in das Gefühl übersetzt, dass die Zeit voranschreitet.
Dieser Befund stellt die Vorstellung infrage, dass unser Zeitgefühl lediglich eine retrospektive Geschichte ist, die wir uns nach einem Ereignis erzählen. Wäre dies der Fall, könnten die Gehirnmuster während des Ereignisses das Gefühl nicht so präzise vorhersagen, und die Regeln für eine Situation würden nicht auf eine andere anwendbar sein. Stattdessen deutet die Evidenz auf einen wahrnehmungsähnlichen Prozess hin, bei dem das Gehirn kontinuierlich die Änderungsrate der Welt um uns herum in eine direkte Erfahrung des Zeitflusses umwandelt. Obwohl die Studie in einer kontrollierten virtuellen Umgebung mit spezifischen visuellen Stimuli durchgeführt wurde, liefert sie den ersten klaren Beweis für einen gemeinsamen neuronalen Mechanismus, der den vielfältigen Arten und Weisen zugrunde liegt, wie wir Zeit erleben. Es legt nahe, dass das Gehirn – egal, ob wir ein Sternenfeld beobachten oder einen geschäftigen Tag durchleben – dieselbe fundamentale Sprache verwendet, um uns mitzuteilen, dass die Zeit vergeht.
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