In einer Studie die Teil des Forschungsprojekts „The Anticipation of Events in Time“ ist, haben Grabenhorst, Poeppel & Michalareas (2025) die neuronalen Mechanismen aufgedeckt, die es dem menschlichen Gehirn ermöglichen, zukünftige Ereignisse vorherzusagen, wobei man sich auf die Identifizierung der Schlüsselvariable konzentrierte, die die Fähigkeit zur Vorhersage zukünftiger Ereignisse bestimmt: die Ereigniswahrscheinlichkeit über die Zeit.
Die Studie zeigte, dass Hirnströme in den Frequenzbereichen Alpha (7-12 Hertz) und Beta (15-30 Hertz) eine entscheidende Rolle bei der Repräsentation des Zeitpunkts zukünftiger Ereignisse spielen. Je vorhersehbarer ein Ereignis ist, desto stärker sind diese neuronalen Schwingungen, was eine schnellere und effizientere Reaktion des Gehirns ermöglicht. Mithilfe der Magnetenzephalographie (MEG) konnten die Forscher drei Schlüsselbereiche im Gehirn lokalisieren, die an der Bestimmung des Eintrittszeitpunkts von Ereignissen beteiligt sind: der posteriore Parietallappen, der posteriore mittlere Gyrus Temporalis und der sensomotorische Cortex. Der posteriore Parietallappen, ein Knotenpunkt für zeitliche Planung und motorische Vorbereitung, spielt eine wichtige Rolle bei der Antizipation von Ereignissen, der posteriore mittlere Gyrus Temporalis ist entscheidend für die zeitliche Verarbeitung von Ereignissen, während der sensomotorische Cortex direkt an Bewegungen beteiligt ist, die auf vorhergesagte Ereignisse folgen.
Die Ergebnisse der Studie haben weitreichende Auswirkungen auf das Verständnis von Entscheidungsprozessen, Aufmerksamkeit, sportlicher Leistung und neurologischen Störungen, und eröffnen neue Möglichkeiten für die Erforschung der grundlegenden Rolle von Hirnrhythmen bei der Navigation durch Zeit und Zukunft. Beispielsweise könnten diese Rhythmen genutzt werden, um das Gehirn zu trainieren und die Fähigkeit zur Vorhersage zu verbessern, oder Störungen in diesen Signalen könnten Aufschluss über die Auswirkungen bestimmter Krankheiten wie ADHS oder Parkinson auf das Timing und die Reaktionsgeschwindigkeit geben. Die Studie liefert den direkten neuronalen Beweis dafür, dass die zeitliche Antizipation, gemessen als Reaktionszeit, die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von Ereignissen approximiert, nicht jedoch die Gefährdungsrate. Die Ergebnisse zeigen auch, dass supramodale Repräsentationen der Wahrscheinlichkeitsdichte im gesamten Cortex der Antizipation zukünftiger Ereignisse zugrunde liegen.
Literatur
Grabenhorst, M., Poeppel, D. & Michalareas, G. (2025). Neural signatures of temporal anticipation in human cortex represent event probability density. Nature Communications, 16, doi:10.1038/s41467-025-57813-7
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