O Cerebelo, Cortex Cerebral e Autismo estão entrelaçados

A sobreconectividade ou a subconectividade entre regiões específicas do cerebelo e do córtex cerebral estão ligadas a crianças com distúrbios do espectro do autismo.

Fonte: SDSU Marketing e Comunicações

Os neurocientistas identificaram um novo marcador para o autismo com base em conectividade anormal entre o cerebelo e o córtex cerebral. Este estudo é o primeiro a olhar para as conexões entre todo o córtex cerebral e o cerebelo usando a imagem cerebral fMRI.

Os neurocientistas cognitivos da Universidade Estadual de San Diego (SDSU) descobriram recentemente que em crianças e adolescentes com transtorno do espectro autista (ASD) as conexões entre o cerebelo e o córtex cerebral foram superdesenvolvidas nas regiões sensório-motoras de seus cérebros.

Por outro lado, os participantes do estudo com autismo tinham conectividade subdesenvolvida entre regiões do cérebro envolvidas em funções cognitivas de ordem superior, como a tomada de decisões, a atenção e a linguagem.

O estudo de abril de 2015, "Cerebro-Cerebellar Resting State Functional Connectivity in Children and Adolescents With Autism Spectrum Disorder", foi publicado na revista Biological Psychiatry .

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A primeira autora do estudo, Amanda Khan, é uma ex-aluna da SDSU e atualmente é doutorada na Universidade Suffolk de Boston. Ralph-Axel Müller, psicólogo da SDSU, é o autor correspondente do estudo.

Para este estudo, os pesquisadores pediram 56 crianças e adolescentes – 28 com autismo e 28 sem transtorno – para se fixar em um ponto focal enquanto não pensavam em nada em particular ao usar a tecnologia de imagem cerebral fMRI para escanear os cérebros das crianças. Capturar essa atividade espontânea permitiu aos pesquisadores aprimorar os padrões neuronais basais essenciais de cada participante.

Cerebelo em vermelho.

Fonte: Wikimedia Commons / Life Sciences Database

Normalmente, as conexões sensório-motoras entre o córtex cerebral eo cerebelo se desenvolvem nos primeiros anos de vida. Em um comunicado de imprensa, Müller disse:

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Nossos achados sugerem que as conexões sensório-motoras de desenvolvimento precoce são altamente representadas no cerebelo à custa de funções cognitivas superiores em crianças com autismo.

No momento em que as funções cognitivas superiores começam a entrar on-line, muitas das conexões já são especializadas. Se uma determinada parte do cérebro já é funcionalmente ativa em um domínio, pode não haver razão para o cérebro mudar para outro domínio mais tarde na vida.

Durante a primeira infância, o andaime é estabelecido entre várias regiões cerebrais que criam as bases para futuras redes neurais que serão podadas ou fortalecidas através da neuroplasticidade. A chave para a aprendizagem e a memória baseia-se no princípio "fogo e fio" que cria conectividade cerebral entre as regiões cerebrais que trabalham em conjunto de forma mais eficiente.

O cérebro quer ser simplificado. Através da plasticidade, seu cérebro corta as conexões entre redes aparentemente desnecessárias e fortalece as conexões entre regiões cerebrais que exigem linhas de comunicação mais robustas.

As redes neurais são como redes de telecomunicações.

Fonte: domínio público

Você pode imaginar os bilhões de conexões neurais dentro e entre o cerebelo eo córtex cerebral como os fios do telefone antigo de uma rede elétrica semelhante à que se viu nesta ilustração da cidade de Nova York a partir de 1890.

Parece que no autismo o superdesenvolvimento de conectividade entre as regiões sensório-motoras do cérebro monopoliza as redes neurais e inibe a fiação conectiva tipicamente designada para servir um maior funcionamento cognitivo.

É como se todas as linhas de comunicação em crianças com ASD fossem engolidas por conexões sensório-motoras antes que as conexões de função cognitiva de ordem superior tenham a chance de se tornar uma parte das outras redes de comunicação do cérebro.

"Tudo o que o Cerebelo está fazendo, está fazendo muito"

Tradicionalmente, a maioria dos neurocientistas considerou o cerebelo (latino para "Little Brain") ter o trabalho relativamente simples de supervisionar a coordenação e o equilíbrio muscular. Convencionalmente, os neurocientistas não dão ao cerebelo muito crédito por funções executivas superiores, cognição, distúrbios psiquiátricos ou regulação emocional. Felizmente, essas noções desatualizadas do cerebelo estão em rápida evolução.

Fui dedicado a desvendar os mistérios do cerebelo há mais de uma década. Meu pai, Richard Bergland, era um neurocientista, neurocirurgião e autor de The Fabric of Mind (Viking). Ele estava obcecado com o cerebelo e passou essa obsessão para mim.

Fonte: Viking Adulto

O cerebelo é apenas 10% do volume cerebral, mas detém mais de 50% dos neurônios totais do cérebro.

Com base nesta desproporção, meu pai sempre dizia: "Nós não sabemos exatamente o que o cerebelo está fazendo, mas seja o que for, está fazendo muito".

Meu pai teve uma convicção de que o cerebelo poderia desempenhar um papel na função cognitiva, mas não conseguiu provar isso em seu laboratório. Ele ficou frustrado com as limitações da tecnologia de imagem cerebral do século 20, mas, trágicamente, não viveu para ver o advento da tecnologia que está sendo usada hoje.

Quando meu pai faleceu em 2007, fiz um voto de que eu faria minhas antenas para qualquer nova pesquisa sobre o cerebelo e fiz o meu melhor para reivindicar suas crenças sobre o cerebelo posthumously em memoriam para ele.

Eu tenho "Alertas do Google" no meu smartphone configurado para ding com um som especial sempre que uma atualização sobre o "cerebelo" ou "cerebelar" é postada na internet. Eu sou como um cão pavloviano que saliva quando ouço o meu telefone ding com um alerta do Google que há uma atualização de notícias sobre o cerebelo.

Escusado será dizer que eu estava na lua ontem quando recebi o alerta sobre este novo estudo e estava babando por todo o lugar. Mais uma vez, este SDSU inovador é o primeiro a analisar sistematicamente as conexões entre todo o córtex cerebral e o cerebelo usando a imagem cerebral do fMRI.

Diminuição da atividade neuronal ligada a uma aprendizagem mais rápida

Curiosamente, um estudo diferente de abril de 2015 descobriu que os aprendentes mais rápidos em um experimento sensório-motorista realmente mostraram diminuição da atividade neural entre regiões específicas do cérebro no córtex frontal e no córtex cingulado anterior.

Este estudo foi uma colaboração que incluiu a Universidade da Califórnia em Santa Barbara, Scott Grafton, MD e colegas da Universidade da Pensilvânia e da Universidade Johns Hopkins. Seu estudo, "Autonomia induzida por aprendizagem de sistemas sensorimotores", foi publicado na revista Nature Neuroscience .

Em um comunicado de imprensa Grafton descreveu a pesquisa dizendo:

É útil pensar em seu cérebro como um kit de ferramentas muito grande. Quando você começa a aprender uma nova habilidade desafiadora, como tocar um instrumento musical, seu cérebro usa muitas ferramentas diferentes em uma tentativa desesperada de produzir algo remotamente perto da música.

Com o tempo e a prática, são necessárias menos ferramentas e as principais áreas motoras são capazes de suportar a maior parte do comportamento. O que nosso estudo de laboratório mostra é que, além de uma certa quantidade de prática, algumas dessas ferramentas cognitivas podem realmente estar impedindo a aprendizagem.

Grafton e seus colegas descobriram que os blocos visual e motor tinham muita conectividade durante os primeiros ensaios, mas, à medida que o experimento avançava, eles se tornaram essencialmente autônomos. Grafton explicou: "a parte do cérebro que controla o movimento dos dedos e a parte que processa o estímulo visual realmente não interage no final do experimento".

"A pesquisa anterior de imagens cerebrais investigou principalmente o aprendizado de habilidade sobre – no máximo – alguns dias de prática, o que é bobo", disse Grafton. Adicionando, "Quem já aprendeu a tocar violino numa tarde? Ao estudar os efeitos da prática dedicada ao longo de muitas semanas, obtemos uma visão de mudanças nunca antes observadas no cérebro. Estes revelam informações fundamentais sobre a aprendizagem de habilidades que são semelhantes aos tipos de aprendizagem que devemos alcançar no mundo real ".

No mês passado, escrevi uma postagem do blog de Psychology Today intitulada "The Cerebellum Influencia profundamente nossos pensamentos e emoções", com base na pesquisa que Jeremy D. Schmahmann, MD está fazendo na Harvard Medical School.

Schmahmann tem uma teoria de que ele chama "Dysmetria do Pensamento", que é basicamente uma hipótese de que o cerebelo melhora e coordena nossa aprendizagem e pensamento, assim como melhora e coordena os movimentos musculares.

Com a idéia de "dysmetria do pensamento" na minha mente, eu enviei um e-mail ao Dr. Scott Grafton para perguntar-lhe se ele pensava que o cerebelo poderia estar desempenhando algum papel no porquê os alunos mais rápidos mostraram menos atividade neural. Ele respondeu: "Christopher, eu não acho que o cerebelo poderia explicar as mudanças complexas das comunidades de rede que estamos observando. Está junto para o passeio, mas não há evidências claras de que está dirigindo essas mudanças ".

À medida que eu tento conectar os pontos entre todas as pesquisas cerebelosas mais recentes, eu me pergunto se as descobertas da SDSU podem ser feitas de alguma forma com a pesquisa de Grafton e ajudar a explicar como o cerebelo está "ao longo do passeio"?

O cerebelo permanece muito misterioso. Estou otimista de que toda essa pesquisa e descoberta façam parte da solução de um enigma que pode permitir que alguns dias criem tratamentos revolucionários para distúrbios como o autismo.

Conclusão: Superfluidez e Psicologia Positiva do Cerebelo

Tal como acontece com a maioria dos distúrbios neurológicos, qualquer coisa que leva alguém "ao sul de zero" na escala de -5 a +5, ao contrário, tem a capacidade de levar alguém "ao norte de zero" quando, ao invés de ser disfuncional, a conectividade cerebral e a plasticidade são otimizadas.

Tenho uma hipótese de que a maximização da função cerebral e do potencial humano pode ser alcançada pela otimização da interconectividade entre cada um dos quatro hemisférios do cérebro e por encontrar maneiras de mitigar a plasticidade prejudicial da sobreconectividade e da subconectividade.

Abaixo está um esboço rudimentar que fiz alguns anos atrás, o que ilustra minha teoria da "superfluidez" que é um termo que uso para descrever a sincronicidade da conectividade entre a matéria cinza e branca de cada região cerebral dentro dos hemisférios do cérebro e do cerebelo .

A "superfluidez" é criada quando a conectividade entre todas as regiões do cérebro é otimizada.

Fonte: Ilustração e Fotografia de Christopher Bergland c. 2009

Como um palpite educado, eu suspeito que a função cerebral ideal é obtida quando os quatro hemisférios do cérebro estão trabalhando juntos em perfeita harmonia a nível elétrico, químico e arquitetônico.

Eu acredito que um estado pico de consciência ocorre quando cada recanto de cada um dos quatro hemisférios do seu cérebro está trabalhando juntos em sincronia. Eu chamo isso de estado de "superfluidez" porque representa fricção absolutamente zero, entropia zero e viscosidade zero entre pensamento, ação e emoção.

Se você quiser ler mais sobre o cerebelo, confira minhas postagens de blog anteriores da Psychology Today :

• "Como o cerebelo está ligado aos distúrbios do espectro autista?"
• "Links de pesquisa Gravidade do autismo com deficiências de habilidades motoras"
• "Como as células de Purkinje no Cerebelo estão ligadas ao autismo?"
• "Autismo, Células de Purkinje e Cerebelo estão entrelaçadas"
• "O Cerebelo Influye profundamente nos nossos pensamentos e emoções"
• "Como a postura do corpo afeta a aprendizagem precoce e a memória?"
• "The Cerebellum contém muitas pistas para criar robôs humanoides"
• "Melhores habilidades motoras ligadas a pontuações académicas superiores"
• "Coordenação mão-olho melhora habilidades cognitivas e sociais"
• "Muito pensamento cristalizado reduz a inteligência fluida"
• "Como o Cerebelo está ligado ao transtorno bipolar?"
• "O tamanho do cereal está ligado à inteligência humana?"
• "A neurociência do saber sem saber"
• "Área Primária do Cérebro Ligada à Inteligência Humana"
• "A misteriosa neurociência da aprendizagem de habilidades automáticas"
• "A Neurobiologia da Graça sob pressão"
• "Como o Vagus Nerve Convey Gut Instincts para o cérebro?"
• "Por que Overthinking causa atletas para sufocar?"
• "Para um novo modelo de Split-Brain: Brain Brain"
• "Os neurocientistas descobrem como a prática é perfeita"
• "Problemas familiares da infância podem desencadear o desenvolvimento do cérebro"
• "A neurociência de calmar um bebê"
• "Por que a dança é tão boa para seu cérebro?"
• "O sucesso duradouro da neurociência do Madonna"
• "Gesturing Engages The Four Hemispheres Brain"
• "A neurociência da superfluidez"
• "Mais uma razão para desconectar sua televisão"
• "A neurociência da imaginação"
• "Pode praticar sozinho criar domínio?"
• "Não. 1 Razão prática torna perfeita "
• "Como a prática Hardwire a memória muscular a longo prazo?"

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