Unser Gehirn löst alltäglich komplexe Aufgaben, bei denen es darauf ankommt, das perfekte Timing zu finden. Ein einfaches Beispiel ist ein Ballspiel: Wirft uns jemand einen Ball zu, kalkuliert unser Gehirn in Sekundenbruchteilen, wie schnell und in welche Richtung der Ball fliegt und an welcher Stelle zu welchem Zeitpunkt wir ihn am besten fangen können. Bei wiederholten Versuchen bezieht es auch Informationen aus vorangegangenen Versuchen ein, um die Reaktion noch zielgenauer zu gestalten.
Virtuelles Fangspiel im MRT
„Jeder Wurf unterscheidet sich geringfügig von dem vorherigen“, sagt Ignatius Polti von der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie in Trondheim. „Manche Bälle kommen früher, manche später an. Während des Spiels lernt das Gehirn die Verteilung der Ankunftszeiten und nutzt diese Informationen, um Erwartungen für zukünftige Würfe zu bilden. Wenn wir dieses Vorwissen mit spezifischen Informationen über den aktuellen Wurf kombinieren, können wir das Timing unserer Fangversuche verbessern.“ Gemeinsam mit seinem Team hat er untersucht, wie unser Gehirn dazu in der Lage ist und welche Hirnregionen an der Verarbeitung beteiligt sind.
Um dem Gehirn dabei zuzuschauen, wie es aktuelle und vorangegangene Informationen koordiniert, ließen Polti und sein Team 34 Probanden im Kernspintomographen ein virtuelles Fangspiel spielen. Dabei bewegte sich ein Punkt gradlinig auf den Rand eines Kreises zu. Kurz bevor er sein Ziel erreichte, wurde er ausgeblendet. Die Probanden sollten einen Knopf drücken, wenn sie annahmen, dass der Punkt am Kreisrand angekommen sein müsste. Unmittelbar darauf erhielten sie jeweils ein Feedback, wie genau ihre Schätzung war. „Wir waren daran interessiert, wie genau die Teilnehmer die Verteilung der Zeitintervalle in dieser Aufgabe lernen und wie sie ihre Überzeugungen über diese Verteilung im Laufe der Zeit aktualisieren“, erklärt Poltis Kollege Matthias Nau. „Dieser Aktualisierungsprozess ist von entscheidender Bedeutung, da er es uns ermöglicht, uns flexibel an veränderte Verhaltensanforderungen in unserer Umgebung anzupassen.“
Orientierung am Durchschnitt
Insgesamt lagen die Teilnehmer mit ihren Schätzungen meist recht nah an der Realität. Am besten schnitten sie ab, wenn sich der Punkt mit einer mittleren Geschwindigkeit bewegte. Bewegte er sich besonders schnell oder langsam, zeigten die Probanden die Tendenz, kurze Dauern zu überschätzen und lange Dauern zu unterschätzen. „Mit anderen Worten, ihre Schätzungen waren in Richtung des Durchschnitts aller Versuche verzerrt“, sagt Polti. „Wir glauben, dass diese Tendenz die Vertrautheit der Teilnehmer mit der Bandbreite der im Spiel erlebten Zeitintervalle widerspiegelt und dass es sich dabei um eine wichtige Verhaltensanpassung zur Bewältigung von Ungewissheit handelt – wenn man sich über den aktuellen Versuch unsicher ist, könnte der Durchschnitt aller anderen Versuche ein guter Schätzwert sein.“
