Schaltkreise im Gehirn laufen nach eigenen Uhren

Die University of Minnesota geht in ihrer aktuellen Studie davon aus, dass die Zeitmessung eines Menschen im Gehirn dezentral abläuft und die verschiedenen Schaltkreise ihre ganz eigenen Timing-Mechanismen für jede spezifische Aktivität haben. Diese Ergebnisse könnten dabei helfen zu erklären, warum bestimmte Erkrankungen das Zeitgefühl beeinflussen. Es könnte sogar möglich sein, die Wahrnehmung von Zeit künstlich zu beeinflussen, schreibt der New Scientist.

Rhesusaffen liefern erste Hinweise

Geoffrey Ghose und Blaine Schneider haben das Zeitgefühl im Gehirn durch das Trainieren von zwei Rhesusaffen erforscht. Den Tieren wurde beigebracht, Aufgaben zu erfüllen, bei denen sie ihre Augen zwischen zwei Punkten auf einem Bildschirm in Intervallen von einer Sekunde hin- und herbewegen sollten. Es gab dabei keine Hinweise von außen in Bezug auf die Zeit. Nach drei Monaten hatten die Affen gelernt, ihre Augen zwischen den beiden Punkten in Abständen von durchschnittlich 1,003 und 0.973 hin und her zu bewegen.

Während die Tiere ihre Aufgaben absolvierten, wurde in einem nächsten Schritt mit Hilfe von Elektroden die Gehirnaktivität von 100 Neuronen im intraparietalen Kortex aufgezeichnet. Dieser Bereich des Gehirns wird mit den Bewegungen der Augen in Verbindung gebracht. Die Aktivität dieser Neuronen nahm in dem Intervall zwischen jeder Augenbewegung ab. Das Ausmaß der Reduzierung stimmte dabei mit dem Timing der Tiere überein. Mit Hilfe dieser Information lässt sich somit der Intervall zwischen den Augenbewegungen vorhersagen.

Zeit oft unterschiedlich wahrgenommen

Bei einer Aufgabe entsprach eine langsamere Reduzierung dem Überschätzen des Tieres der Länge einer Sekunde. Nahm die Aktivität der Neuronen schneller ab, bewegten die Tiere ihre Augen bevor eine Sekunde vergangen war. Die Forscher wollen jetzt untersuchen, was genau im Gehirn geschieht, wenn die Affen diese Aufgabe lernen. Damit soll geklärt werden, wie diese Zeitintervalle entstehen. Das könnte laut Ghose helfen zu verstehen, warum Menschen mit Hirnläsionen oder Parkinson Schwierigkeiten bei der Einschätzung von Zeit haben.

So wie die Forschungsergebnisse nahelegen, dass die Schaltkreise eigene Fähigkeiten haben, mit der Zeit Schritt zu halten, könnten sie auch einen Hinweis darauf liefern, warum die Zeitwahrnehmung in emotionalen Ausnahmezuständen verändert sein kann. Stress wird mit Veränderungen der Menge von Neuromodulatoren wie Adrenalin im Gehirn in Zusammenhang gebracht. Adrenalin ist dafür bekannt, dass es eine Auswirkung auf die Abnahme der neuralen Aktivität hat. Details der Studie wurden in PLoS Biology http://plosbiology.org veröffentlicht.