Forscher haben nachgewiesen, dass das menschliche Gehirn kontinuierliche Erfahrung in diskrete Ereignisse unterteilt und dabei zwei unterschiedliche Vorhersage‑Signale nutzt: ein Fehlersignal bei hoher Vorhersageabweichung und ein Unsicherheitssignal bei reduzierter Präzision der Vorhersage. Beide Signale erzeugen spezifische neuronale Grenzprozesse, die das Erkennen und Aktualisieren von Umgebungsrepräsentationen ermöglichen.
Methodik und Modellierung
In einer funktionellen Magnetresonanztomographie‑Studie wurden Probanden dabei beobachtet, wie sie natürliche Erzählungen hörten. Die Autoren entwickelten rechnerische Modelle, die Grenzpunkte entweder auf Basis von Vorhersagefehlern oder von Vorhersageunsicherheit generierten. Diese modellbasierten Grenzpunkte sowie von den Probanden selbst markierte Ereignisgrenzen wurden anschließend mit den gemessenen fMRI‑Musterschichten verglichen.
Temporale Dynamik um menschliche Grenzpunkte
Die multivariate Analyse zeigte eine charakteristische zeitliche Abfolge von Musterveränderungen um von Menschen identifizierte Grenzen: Erste Musterverschiebungen traten in anterioren Temporallappen etwa –11,9 s vor dem Grenzpunkt auf, gefolgt von Verschiebungen in parietalen Bereichen etwa –4,5 s und einer anschließenden Stabilisierung des gesamten Musters etwa +11,8 s nach dem Grenzpunkt.
Fehler‑getriebene Grenzen
Grenzpunkte, die durch hohe Vorhersagefehler ausgelöst wurden, lösten frühe Musterverschiebungen im ventrolateralen präfrontalen Kortex aus. Nach dieser frühen Aktivierung folgte eine Stabilisierung in präfrontalen und temporalen Regionen, die das Update der mentalen Repräsentation unterstützte.
Unsicherheits‑getriebene Grenzen
Grenzpunkte, die durch erhöhte Vorhersageunsicherheit entstanden, waren mit Musterverschiebungen im parietalen Cortex verbunden, insbesondere in Bereichen des dorsal‑aufmerksamkeits‑Netzwerks. Im Gegensatz zu den fehler‑getriebenen Grenzen zeigte sich hier nur eine geringe nachfolgende Stabilisierung.
Unterschiedliche Zeitpunkte im Kernnetzwerk
In den Kernregionen, die auf beide Signale reagieren, differierten die Zeitpunkte der Aktivierung signifikant: Fehlersignale führten zu früheren ventrolateralen präfrontalen Verschiebungen, während Unsicherheits‑signale erst später parietale Musterveränderungen hervorriefen.
Bedeutung der Befunde
Die Ergebnisse liefern Evidenz für zwei überlappende neuronale Netzwerke, die gemeinsam die Aufrechterhaltung und Aktualisierung von Umgebungsrepräsentationen steuern. Das Fehlersignal scheint primär die Aktualisierung von Inhalten zu initiieren, während das Unsicherheitssignal die Aufmerksamkeitslenkung unterstützt.
Dieser Bericht basiert auf Informationen von eLife, lizenziert unter Creative Commons BY 4.0 (Open Access).
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