Menschen reagieren auf eine Umwelt, die sich fortlaufend und mit unterschiedlicher Geschwindigkeit verändert. Ein Videospieler etwa reagiert auf Ereignisse auf dem Bildschirm, die innerhalb von Millisekunden oder erst nach mehreren Sekunden eintreten. Ein Boxer wiederum antizipiert die Aktionen seines Gegners – selbst wenn dieser schneller oder langsamer agiert als frühere Kontrahenten. In all diesen Situationen sagt das Gehirn voraus, wann etwas geschehen wird, bereitet sich auf zukünftige Ereignisse vor und passt sich dadurch flexibel an die neue Situation an.
Eine neue Studie, die aktuell in Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) erschienen ist und von Neurowissenschaftlern des Ernst Strüngmann Instituts der Max-Planck-Gesellschaft, der Goethe-Universität Frankfurt, des Max-Planck-Instituts für empirische Ästhetik und der New York University veröffentlicht wurde, erklärt, wie das menschliche Gehirn den Zeitpunkt zukünftiger Ereignisse vorhersagt.
Die Forschung zeigt, dass das Gehirn kontinuierlich einschätzt, wie wahrscheinlich es ist, dass etwas innerhalb der nächsten drei Sekunden passiert – und diese Einschätzung nutzt, um schnelle und genaue Reaktionen vorzubereiten.
Die Studie wurde von Erstautor Dr. Matthias Grabenhorst und Seniorautor Prof. Georgios Michalareas in Zusammenarbeit mit Prof. David Poeppel durchgeführt.
Wie das Gehirn „weiß”, wann etwas passieren wird
Mithilfe psychophysischer Experimente haben die Forscher gemessen, wie schnell Menschen auf einfache visuelle und akustische Signale wie Blitze oder Töne reagierten, während sie sorgfältig kontrollierten, wann diese Signale wahrscheinlich auftreten würden. Aus diesen Experimenten haben sie zwei Schlüsselprinzipien identifiziert, die das Gehirn zur Vorhersage des Zeitpunkts von Ereignissen verwendet: Das Gehirn verwendet dieselbe grundlegende Wahrscheinlichkeitsberechnung, unabhängig davon, ob ein Ereignis in wenigen hundert Millisekunden oder in mehreren Sekunden erwartet wird. Das bedeutet, dass das Gehirn die Zukunft über verschiedene Zeitspannen hinweg – bis zu mindestens drei Sekunden – auf konsistente Weise vorhersagt.
Gleichzeitig schärft die Wahrscheinlichkeit das Zeitgefühl. Denn wenn ein Ereignis zu einem bestimmten Zeitpunkt wahrscheinlicher ist, verfolgt das Gehirn die Zeit präziser. Ist es dagegen weniger wahrscheinlich, wird auch das Zeitgefühl ungenauer. Diese Erkenntnis stellt damit auch einen klassischen Erklärungsansatz in der Psychologie und Neurowissenschaft in Frage, die als Webersches Gesetz bekannt ist und besagt, dass die Genauigkeit des Zeitgefühls nicht von der Wahrscheinlichkeit abhängt.
Hochflexibel und effizient: Das Gehirn nutzt einfache Schlüsselprinzipien
„Unsere Forschungsarbeit zeigt, dass das Gehirn sich auf einfache und flexible Prinzipien stützt: Es sagt den Zeitpunkt zukünftiger Ereignisse in verschiedenen Situationen und Geschwindigkeiten auf die gleiche Weise voraus. Dies hilft zu erklären, warum sich Menschen so leicht an neue Umgebungen anpassen können,“ so Dr. Matthias Grabenhorst zu den Ergebnissen.
Diese Erkenntnisse können helfen, viele Aspekte des menschlichen Verhaltens besser zu verstehen, darunter Aufmerksamkeit, Entscheidungsfindung oder auch Störungen, die das Timing und die Vorhersage beeinträchtigen. Die Studie beleuchtet, wie sich das Gehirn kontinuierlich auf die nahe Zukunft vorbereitet – Sekunde für Sekunde.
Ernst Strüngmann Institute (ESI)
Originalpublikation:
Grabenhorst, M., Poeppel, D. & Michalareas, G. (2026). The anticipation of imminent events is time-scale invariant. Proceedings of the National Academy of Sciences, DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2518982123
