Tacikowski et al. (2024) haben untersucht, wie das menschliche Gehirn unbewusst aus Erfahrungen lernt. Es wurde nachgewiesen, dass das Gehirn zeitliche und räumliche Muster in unseren Erlebnissen erkennt und speichert, um zukünftige Ereignisse vorherzusagen, wobei diese Prozesse oft ohne bewusstes Wissen stattfinden und eine zentrale Rolle für das Lernen und Gedächtnis spielen. Die Studie fokussiert sich auf den Hippocampus und den entorhinalen Cortex, zwei Gehirnregionen, die für das episodische Gedächtnis verantwortlich sind. Die Forschenden nutzten eine innovative Technik, bei der intrakranielle Elektroden in das Gehirn von Epilepsie-Patienten implantiert wurden. Diese Methode ermöglichte es, die Aktivität von über tausend einzelnen Nervenzellen auf Millisekunden genau zu messen – eine Präzision, die mit herkömmlichen Verfahren wie EEG nicht möglich ist.
Die Experimente zeigten, dass Nervenzellen im Hippocampus und entorhinalen Cortex nicht nur auf einzelne Bilder reagierten, sondern auch auf deren zeitliche und räumliche Beziehungen zueinander. In einem Experiment, bei dem den Teilnehmern Bilder in einer unsichtbaren, pyramidenförmigen Struktur gezeigt wurden, konnten die Forscher feststellen, dass die Gehirnzellen begannen, die zeitliche Struktur der Bilder zu speichern. Selbst nachdem die Bilder zufällig präsentiert wurden, blieb das gespeicherte Muster im Gehirn der Teilnehmer bestehen, was darauf hinweist, dass das Gehirn die Reihenfolge und das Timing der Bilder vorherzusagen begann. Offenbar integrieren die Neuronen die „Was“- und „Wann“-Informationen miteinander, um eine beständige, vorhersagende Darstellung der zeitlichen Struktur der Erlebnisse zu schaffen. Diese Fähigkeit ist ein grundlegender Bestandteil des Lernens, der es Menschen ermöglicht, nicht nur zu erinnern, sondern auch Vorhersagen über zukünftige Ereignisse zu treffen.
Literatur
Tacikowski, P., Kalender, G., Ciliberti, D., Fried, I. (2024). Human hippocampal and entorhinal neurons encode the temporal structure of experience. Nature, 635, 160-167.
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