Ägyptischer Flughund. (Seregraff/Getty Images) Du rennst die Straße entlang und plötzlich fährt ein Auto vor dir weg. Im Bruchteil einer Sekunde projiziert Ihr Gehirn Ihren Standort und prognostiziert, dass Sie mit dem Auto kollidieren werden, und fordert Ihre Muskeln auf, ein Ausweichmanöver durchzuführen. In diesem Moment achtet Ihr Gehirn mehr darauf, wo Sie sind Wille sein und nicht dort, wo du bist.
Diese Fähigkeit, unseren aktuellen Standort in die Zukunft zu projizieren, ist ein Schlüsselmerkmal des Navigationssystems von Säugetieren und kann oft den Unterschied zwischen Leben und Tod bedeuten.
Um dieses Phänomen besser zu verstehen, müssen Neurowissenschaftler habe geguckt in die Gedanken von Flughunden, die mit einer Geschwindigkeit von bis zu 50 Kilometern pro Stunde (31 Meilen pro Stunde) durch einen Raum flogen, wobei Kameras ihre Bewegungen verfolgten und Futterhäuschen vorhanden waren, um sie zum Fliegen zu animieren.
Forscher verglichen die drahtlos verfolgte neuronale Aktivität ägyptischer Flughunde ( Rousettus aegyptiacus ) mit ihren Flugrouten und stellte fest, dass die „Ortszellen“ der Fledermäuse – einzigartige Neuronen, die für die Kodierung der räumlichen Position eines Tieres verantwortlich sind – enger mit dem Aufenthaltsort der Fledermäuse in naher Zukunft korrelierten, als mit dem Ort, an dem sie sich zu diesem bestimmten Zeitpunkt befanden rechtzeitig.
„Wir wollten herausfinden: Kann die neuronale Aktivität im gegenwärtigen Moment eine vergangene oder zukünftige Position besser darstellen als die tatsächliche aktuelle Position?“ Und wir haben herausgefunden, dass die neuronale Aktivität bei manchen Neuronen eine zukünftige Position tatsächlich viel besser darstellen kann“, sagte Studienleiter und Neurowissenschaftler Nicholas Dotson von der UC Berkeley.
Ortszellen sind eine Art Neuron, das sich im Hippocampus befindet; Sie werden aktiv, wenn sich ein Tier an bestimmte Orte in seiner Umgebung bewegt. Verschiedene Orte werden durch unterschiedliche Ortszellen repräsentiert, die eine Art interne neuronale „Karte“ des umgebenden Raums bilden.
„Wenn Sie Zugang zu neuronaler Aktivität in meinem Hippocampus hätten, während ich durch einen Raum ging, könnten Sie anhand dieser neuronalen Aktivität entschlüsseln, wo ich mich im Raum befand“, so Dotson sagte.
Frühere Forschung hat herausgefunden, wie diese dedizierten Neuronen räumliche Positionen bei Nagetieren kodieren, und dabei herausgefunden, dass ihre Ortszellen für Positionen direkt vor den Tieren kodierten und nicht weiter entlang des Weges. Die Forscher glaubten, dass dies auf ihre langsameren Bewegungen in experimentellen Umgebungen zurückzuführen sei.
Fledermäuse hingegen fliegen mit enorm hoher Geschwindigkeit umher, was von ihnen verlangt, weiter in der Zukunft liegende Positionen zu planen und schnell vorherzusagen, was dazu führt, dass sich ihre Positionsdarstellungen entlang eines Kontinuums von Raum und Zeit ausdehnen.
In dieser Studie korrelierte die neuronale Aktivität der Fledermäuse viel stärker mit ihrer räumlichen Position, wenn ihre Position einige hundert Millisekunden, also eine Sekunde in die Zukunft, projiziert wurde.
Ortszellen wurden bei einer Vielzahl von Säugetieren identifiziert. Es ist jedoch noch nicht klar, ob diese Fähigkeit, bis zu einer Sekunde in die Zukunft zu projizieren, nur Fledermäusen und ihren Hochgeschwindigkeitsbewegungen vorbehalten ist. Das Gehirn langsamerer Tiere, einschließlich des Menschen, muss möglicherweise einfach nicht so weit im Voraus planen.
„Landlebewesen müssen möglicherweise nicht so weit in die Zukunft projizieren wie eine Fledermaus, aber selbst bei Menschen kann dies je nach Situation unterschiedlich sein.“ Wenn Sie zu Fuß unterwegs sind, geben Sie sich wahrscheinlich damit zufrieden, zu wissen, was direkt vor Ihnen passieren wird. „Aber wenn man fährt, möchte man wissen, was drei Meter oder mehr von einem entfernt passiert, weil man sich mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegt“, sagt Neurobiologe Michael Yartsev, ebenfalls von der UC Berkeley.
„Da wir nun wissen, dass es eine neuronale Darstellung der zukünftigen Position von Fledermäusen gibt, können wir uns fragen: Welche gemeinsamen Komponenten haben verschiedene Tiere?“ Und auf welche Weise und in welchem Ausmaß bringt der Mensch diese Fähigkeit zur Schau?‘
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift veröffentlicht Wissenschaft.