Superfluidez: Decodificando o Enigma da Flexibilidade Cognitiva
Uma equipe internacional de pesquisadores identificou mecanismos inesperados do cérebro associados à flexibilidade cognitiva. A flexibilidade cognitiva representa a capacidade de uma pessoa alternar entre os modos de pensamento e simultaneamente pensar sobre múltiplos conceitos enquanto multitarefa.
Pesquisas anteriores mostraram que a flexibilidade cognitiva requer a integração dinâmica de múltiplas regiões cerebrais e resulta em fluidez de pensamento e desempenho. No entanto, até agora, os aspectos em tempo real de como as redes neurais distribuem a integração de várias funções cognitivas permaneceram enigmáticos e mal compreendidos.
O estudo de setembro de 2015, "Reconfiguração Dinâmica das Redes do Cérebro Frontal durante a Cognição Executiva em Humanos", foi publicado em Procedimentos da Academia Nacional de Ciências . Os pesquisadores usaram uma combinação de ferramentas avançadas para mapear o modo como as atividades cerebrais dos participantes se rearranjaram durante cada período de uma tarefa de memória de trabalho, cada período da tarefa de controle e durante os períodos intermediários à medida que o cérebro mudava as engrenagens.
Uma nova fronteira: "Dynamic Network Neuroscience"
Danielle S. Bassett, professora assistente de Skirkanich de Inovação na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade da Pensilvânia, é autor sênior deste estudo que utiliza ferramentas analíticas avançadas para investigar redes neurais que criam caminhos entre regiões cerebrais ligadas a padrões de comunicação específicos dentro do cérebro humano.
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Bassett tem conduzido pesquisas fascinantes sobre os mecanismos cerebrais por trás da flexibilidade cognitiva há anos. Bassett faz parte de um campo de pesquisa em expansão chamado "neurociência da rede dinâmica", que utiliza uma variedade de técnicas de ponta para avançar nossa compreensão da estrutura e função do cérebro. Ao contrário da maioria das pesquisas de imagens cerebrais que se concentram no papel de uma única região, Bassett está interessado nas interconexões entre as regiões, conforme indicado pela atividade cerebral sincronizada.
Para este estudo mais recente, Bassett usou a imagem cerebral do fMRI para medir quais partes do cérebro estavam "falando" um ao outro em tempo real, pois os participantes do estudo realizaram várias tarefas. Usando essa técnica, os pesquisadores conseguiram ver como grupos de regiões cerebrais se agrupam em estruturas densamente interligadas, cujas interações mudam durante a execução de uma única tarefa ou multitarefa.
Ter uma melhor compreensão da flexibilidade cognitiva e a forma como nossos cérebros lidam com a multitarefa podem levar a intervenções mais eficazes para uma ampla gama de condições médicas relacionadas à função executiva reduzida, como distúrbios do espectro autista (TEA), esquizofrenia e demência. Em um comunicado de imprensa, Bassett descreveu sua pesquisa dizendo:
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Tentamos entender como a flexibilidade dinâmica das redes cerebrais pode prever a flexibilidade cognitiva ou a capacidade de mudar de tarefa para tarefa. Ao invés de ser conduzido pela atividade de áreas únicas do cérebro, acreditamos que a função executiva é um processo de nível de rede.
Os nós da rede mais envolvidos nas reconfigurações são áreas de controle cognitivo no córtex frontal. Mais flexibilidade dentro do córtex frontal significava mais precisão na tarefa de memória, e uma conectividade mais consistente entre o córtex frontal e outras regiões era ainda mais preditiva.
Ao monitorar a atividade de nível das redes neurais no córtex frontal do cérebro – uma região associada ao controle sobre pensamentos e ações – alojados no cérebro (latino para o cérebro), os pesquisadores poderiam avaliar vários graus de flexibilidade cognitiva. Bassett et al identificaram que quanto mais fluidas essas redes se reconfiguram enquanto alguém muda de tarefa para tarefa, prevê seu nível de flexibilidade cognitiva.
"Desligar" o Cortices Frontal melhora a flexibilidade cognitiva
Em um estudo anterior de abril de 2015, "Autonomia induzida por aprendizagem de sistemas sensorimotores", publicado na revista Nature Neuroscience, Bassett relatou que as pessoas que tinham a capacidade de "desconectar" as córtices frontais rapidamente melhoraram quando os pesquisadores mediram as conexões entre diferentes regiões cerebrais à medida que os participantes aprenderam a jogar um jogo simples.
O uso de Bassett da palavra " Desconectar " para descrever o desengate do córtex frontal saltou para mim porque ecoou a sabedoria intemporal de William James de mais de um século atrás, quando ele descreveu a flexibilidade cognitiva em The Gospel of Relaxation usando um vernáculo diferente.
Em 1911, James escreveu: " Desmarque , em uma palavra, a sua maquinaria intelectual e prática, e deixe-a correr livremente; e o serviço que fará, você será duas vezes mais bom. "Como atleta e escritor, sempre interpretei o conselho de James para" desbloquear "sua" maquinaria intelectual "como sendo outra maneira de dizer" desbloquear "seu córtex frontal de pensar demasiado.
No estudo de abril de 2015, os pesquisadores descobriram que os participantes que mostraram diminuição da atividade neural no córtex frontal eram, na verdade, os aprendentes mais rápidos. Bassett descobriu que os participantes que apresentaram alta atividade no córtex frontal enquanto tentavam dominar a tarefa em questão, pareceu pensar demais um problema simples e sufocados.
Por que os alunos mais rápidos mostrariam menos atividade no córtex pré-frontal? Meu palpite é que tem algo a ver com as células de Purkinje do cerebelo (latino para o cérebro). Esta é a minha hipótese pessoal baseada em conversas com meu pai.
A maioria dos especialistas acredita que os centros de controle cognitivo do córtex frontal são responsáveis pelo que é conhecido como "função executiva". Os aspectos cerebrais da função executiva estão associados a coisas como: fazer e acompanhar com planos, detectar e evitar erros e outros tipos de pensamento de ordem superior. Claramente, a função executiva é necessária para tarefas complexas, mas existe uma crescente convicção de que o pensamento cerebral demais pode realmente ser um obstáculo em certas circunstâncias.
O córtex frontal e o córtex cingulado anterior são duas das regiões mais recentes do cérebro para se desenvolverem completamente em seres humanos. Bassett ressalta que "parece que essas outras partes estão a caminho do aprendizado mais lento. É quase como se estivessem tentando demais e pensando demais. "Adicionando," A razão pela qual isso é interessante é que essas duas áreas são os hubs da rede de controle cognitivo. São as pessoas que podem desligar a comunicação para essas partes do cérebro, as mais rápidas que têm a maior queda em seus tempos de conclusão ".
Em seu estudo mais recente, Bassett et al descobriram que os participantes que apresentaram melhor desempenho ao alternar entre várias tarefas mostraram a maior quantidade de rearranjo de conexões dentro de seus cortices frontais, bem como as conexões mais novas com outras áreas de seus cérebros. Isso sugere que os córtices frontais são "desapertos" e capazes de funcionar livremente, o que acredito que cria flexibilidade cognitiva e superflúria.
O que é superfluidez?
Ao ler as últimas descobertas de Bassett durante o café da manhã desta manhã, lembrei-me de uma postagem do blog de Psychology Today que escrevi na semana passada intitulada "Por que Overfishing Sabotage o Processo Criativo?" O novo estudo de Bassett parece apoiar minha hipótese de que "desbloquear" o pré-frontal O córtex facilita o que chamo de "Superfluidez" do pensamento, que é a flexibilidade cognitiva no seu melhor absoluto. A superfluidez foi o subtítulo do capítulo final do meu primeiro livro, e é o título principal do meu próximo livro.
Em 2014, dei uma palestra na Universidade de Columbia intitulada "Superfluidez: Otimizando a plasticidade do cérebro para uma vida mais saudável". Na pp xiv-xv de The Athlete's Way , descrevo minha descoberta pessoal de superfluidez:
Como um atleta, eu poderia me libertar da rotina diária se eu trabalhava duro fisicamente e usei minha imaginação. Suor, música e mitologia combinados em uma mistura mística, um elixir vivificante. Os mitos me agarraram em algum lugar no fundo. Eles entraram na minha coluna vertebral. Foi uma experiência metafísica para mim como adolescente, porque percebi que eu e o "outro" eram um. Esta experiência de conexão completa é o que eu criei superfluidez – o sentimento episódico de existir sem qualquer atrito ou viscosidade – um estado de pura felicidade que vou explorar neste livro.
A superfluidez é um termo que eu emprestei do mundo da física para descrever a forma mais alta de "fluxo". Tecnicamente, a superfluidade é quando a matéria se comporta como um fluido com fricção absolutamente zero e sem viscosidade e parece exibir a capacidade de auto-impulsão. Viajando de uma forma que desafia as forças da gravidade e a tensão superficial.
Eu acredito que os momentos "Eureka!" Ocorrem quando a mente, o corpo e o cérebro se tornam superfluos. Carl Jung declarou uma vez: "A palavra" Crença "é uma coisa difícil para mim. Eu não "ACREDITO". Devo ter um motivo para uma certa hipótese. Para onde eu "SABE uma coisa, e então eu sei, não preciso acreditar nisso"
Como experimentei a superflúcia durante as melhores experiências como atleta, tive minhas antenas para pistas que ajudam a resolver o enigma de como os estados psicológicos de superfinição são criados e como eles estão ligados à função e estrutura do cérebro. Eu sei que a superfluidez é o oposto de engasgar ou estar preso em um loop de pensamento "rut-like", agora é uma questão de encontrar pesquisas empíricas para provar minha hipótese.
Para mim, a corrida Ultra Endurance foi uma missão alimentada por idéias arquetípicas no The Power of Myth de Joseph Campbell. Como parte da minha "Viagem do Herói", romanciquei deixando a rotina diária do dia-a-dia da vida da cidade e partiendo de aventuras que me levaram para longe, muito longe. Ganhar o Triple Ironman, completando o Ultramarathon de Badwater, e segurar um Recorde Mundial Guinness por correr 153,76 milhas em uma esteira em 24 horas era semelhante a perseguir o Santo Graal.
A primeira vez que ganhei o Triple Ironman, que é o triatlo mais longo do mundo – eu swam 7,2 milhas, passei 336 milhas, e corri 78,6 milhas consecutivas em 38 horas e 46 minutos. Ganhei o Triple Ironman três anos seguidos. Cada vez que eu cruzava a linha de chegada, provavelmente estava mais perplexo quanto ao modo como meu corpo havia percorrido essas distâncias do que qualquer um dos espectadores.
Todas as minhas vitórias ultra-corridas foram experiências extra-corporais e superfluidas do outro mundo. Por exemplo, na primeira vez que completei o triplo Ironman, senti como se eu flutuasse nas três últimas maratonas. Mesmo que eu estivesse indo sem parar por mais de 24 horas e já nadasse 7,2 milhas, e passeei 336 milhas, não havia dor no meu corpo e minha energia era infinita. Era como se eu estivesse conectado a uma fonte de energia infinita e não havia zero fricção, nem viscosidade como eu propinei meu corpo através do tempo e do espaço.
Um dia eu tropecei na física da superfluidez e disse … SIM! É isso aí. Isso é o que parece completar um Triple Ironman em 38 horas. Acima é um clipe BBC que explica o fenômeno da superfluidez.
Claramente, no mundo tridimensional da experiência humana, comparar a experiência de vida e a psicologia com o hélio no zero absoluto parece louco. Por isso, confiei em livros como As Variedades da Experiência Religiosa: Um Estudo em Natureza Humana de William James e Êxtase em Experiências Seculares e Religiosas de Marghanita Laski para me ajudar a entender intelectualmente a experiência potencialmente incompreensível da superfinidez.
O autismo oferece pistas valiosas sobre flexibilidade cognitiva
Muitas vezes, um transtorno neurológico ou déficit cognitivo oferece informações valiosas sobre a estrutura, função e interconectividade de várias regiões do cérebro no seu melhor e períodos de menos de. Do ponto de vista da psicologia positiva, Martin EP Seligman descreveu frequentemente o objetivo da psicologia tradicional é levar as pessoas "de menos cinco para zero". O objetivo da psicologia positiva é levar as pessoas "ao norte de zero" ou até mais cinco.
Usando essa mesma escala em relação à flexibilidade cognitiva, os pesquisadores identificaram que as pessoas com distúrbios do espectro do autismo tendem a ser "ao sul de zero". Por outro lado, alcançar a superflúcia tem potencial para levar alguém "ao norte dos cinco".
Em 2014, pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford descobriram que certas redes de cérebro em crianças com autismo não parecem mudar muito quando passam de um estado de repouso para o envolvimento com uma tarefa. Os cérebros das crianças com autismo mostram inflexibilidade ao mudar de repouso para o desempenho da tarefa.
Os pesquisadores descobriram que quanto maior esta inflexibilidade do cérebro aparece, mais graves manifestações de uma criança de comportamentos repetitivos e restritivos que caracterizam o autismo também aparecem. O estudo de julho de 2014, "Diferenciação do estado do cérebro e inflexibilidade comportamental no autismo" foi publicado no Cerebral Cortex . Em um comunicado de imprensa, Lucina Uddin, PhD, um autor principal do estudo disse:
Queríamos testar a ideia de que um cérebro flexível é necessário para comportamentos flexíveis. O que descobrimos foi que, através de um conjunto de conexões cerebrais conhecidas por serem importantes para alternar entre diferentes tarefas, as crianças com autismo apresentaram uma "flexibilidade cerebral" reduzida, em comparação com colegas que normalmente se desenvolvem.
Os pesquisadores concentraram-se em uma rede de áreas do cérebro que estudaram antes. Essas áreas estão envolvidas na tomada de decisões, na realização de tarefas sociais e na identificação de eventos relevantes no meio ambiente para orientar o comportamento. O trabalho anterior da equipe mostrou que, em crianças com autismo, a atividade nessas áreas estava mais fortemente conectada quando o cérebro estava em repouso do que era em crianças que não possuíam autismo.
Em um estudo diferente de 2014 publicado em Frontiers in Neuroinformatics da Case Western Reserve University e da Universidade de Toronto, os cientistas relataram que os cérebros de crianças autistas geram mais informações em repouso. Na verdade, crianças com autismo geraram 42% mais informações cognitivas em repouso, em média, do que crianças não autistas. Este excesso de produção de informações e a incapacidade de "cancelar o lançamento" podem explicar o desapego da criança do ambiente. Mais uma vez, esta é a minha hipótese pessoal.
Muitos estudos recentemente ligaram o cerebelo com distúrbios do espectro do autismo, o que pode explicar por que o cérebro tem que trabalhar horas extras. Eu escrevi extensivamente sobre pesquisas que ligam o cerebelo e distúrbios do espectro do autismo por um link para minhas postagens anteriores da Psychology Today sobre este tópico, clique aqui.
Em um comunicado de imprensa, Roberto Fernández Galán, PhD, autor principal e professor associado de neurociências na Case Western Reserve School of Medicine, disse: "Nossos resultados sugerem que as crianças autistas não estão interessadas em interações sociais porque seus cérebros geram mais informações em repouso, o que interpretamos como mais introspecção de acordo com as primeiras descrições da desordem ".
Os pesquisadores declararam em um comunicado de imprensa que suas descobertas apoiam a "Intense World Theory" do autismo proposta pelos neurocientistas Henry e Kamila Markram do Brain Mind Institute na Suíça. O ponto de vista de Markram ASD como resultado de circuitos neurais hiper funcionando que leva a um estado de excesso de excitação.
Conclusão: como o cerebelo está ligado à superfluidez e à flexibilidade cognitiva?
Depois de me aposentar do esporte, virei para o meu pai – que era um neurocientista, neurocirurgião e autor de The Fabric of Mind (Viking) – para me ajudar a otimizar minha flexibilidade cognitiva pessoal e desconstruir a neurociência por trás das experiências de "superfluidez" que eu teve como atleta.
Juntos, criamos o modelo de cérebro dividido de The Athlete's Way que coloca o cerebelo no centro das atenções e evoluiu para enfatizar a importância de otimizar a conectividade entre os quatro hemisférios do cérebro como sendo central para a flexibilidade cognitiva e o desempenho máximo.
Acima é um esboço rudimentar que desenhei para ilustrar como a superflúria e a flexibilidade cognitiva ocorrem quando existe uma interconectividade ideal entre ambos os hemisférios do cérebro e ambos os hemisférios do cerebelo. O modelo "brain brain" é minha hipótese original e um trabalho em andamento … Fique atento!
Se você quiser ler mais sobre este tópico, confira minhas postagens de blog do Psychology Today :
- "Superfluidez: Desempenho máximo além de um estado de" fluxo "
- "Por que a atividade física melhora a flexibilidade cognitiva?"
- "Para um novo modelo de Split-Brain: Brain Brain"
- "A neurociência da superfluidez"
- "Superfluidez: a psicologia do desempenho máximo"
- "Muito pensamento cristalizado reduz a inteligência fluida"
- "O sucesso duradouro da neurociência do Madonna"
- "O Cerebelo, Cortex Cerebral e Autismo estão entrelaçados"
- "Quer melhorar suas habilidades cognitivas? Vá subir uma árvore! "
- "More Research Links Autism and the Cerebellum"
- "Como o seu Cerebelo contrapõe a Paralisação pela Análise"?
- "O Cerebelo Influye profundamente nos nossos pensamentos e emoções"
- "O Cerebelo pode Seja o assento da criatividade "
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