Atividade cerebrais sincronizada e superfluidez são simbióticas

Courtesy of SISSA
Imagem da atividade cerebral sincronizada em um cérebro de roedores do laboratório SISSA na Itália
Fonte: Cortesia de SISSA

O cérebro é dividido em várias regiões, redes neurais e circuitos funcionais que devem se comunicar entre si para criar harmonia de trabalho em todo o cérebro. Mas como esses circuitos neurais se coordenam para que possam trabalhar como uma equipe unificada? Um estudo divulgado hoje no SISSA Tactile Perception and Learning Lab informa que o segredo para harmonizar a atividade do cérebro reside na sincronização dos ritmos oscilantes da atividade elétrica.

De acordo com os pesquisadores, parece que várias regiões do cérebro coordenam seus ritmos cerebrais para que eles possam "dançar" ao ritmo de seu próprio tambor às vezes, mas quando necessário, eles trabalham juntos dançando em uníssono com a coreografia bem cronica. Por outro lado, estudos prévios sobre distúrbios do espectro do autismo (ASD) identificaram que a falta de sincronização do cérebro é uma característica das funções do cérebro desadaptativas ou atípicas.

Em um comunicado de imprensa, os pesquisadores da SISSA disseram: "quando um rato está envolvido em uma tarefa de reconhecimento sensorial e precisa fazer uma escolha espacial baseada no conhecimento prévio, as regiões sensoriais, motoras e de memória do cérebro do animal (mas mecanismos semelhantes são também é provável que existam no cérebro humano), tornam coerentes os ritmos da atividade elétrica uns com os outros ".

O estudo de fevereiro de 2016, "Coerência entre o sistema sensorimotrista do rato e o hipocampo é reforçado durante a discriminação tátil", foi publicado na revista PLOS Biology. Os primeiros autores do estudo são Natalia Grion e Athena Akrami, pesquisadoras da Escola Internacional de Estudos Avançados (SISSA) de Trieste, na Itália. O líder do estudo é Mathew Diamond, professor de neurociência cognitiva e vice-diretor da SISSA.

Este novo estudo da SISSA mostra que quando os ratos se envolvem em uma tarefa que exige que eles tomem decisões com base em memórias realizadas no hipocampo, suas regiões sensoriais e de memória se sincronizam com um "comprimento de onda".

Life Science Databases/Wikimedia Commons
Hipocampo em vermelho.
Fonte: Life Science Databases / Wikimedia Commons

A atividade elétrica do cérebro é caracterizada por várias ondas cerebrais ou "flutuações rítmicas" da atividade elétrica em várias freqüências em uma eletroencefalografia (EEG). O termo "ritmo de theta" pode ser usado para se referir a dois fenômenos diferentes: "teta do hipocampo" e "teta cortical humana", que são ambos os padrões de EEG oscilantes.

Durante o seu recente experimento, os pesquisadores da SISSA identificaram a sincronização das ondas cerebrais theta entre 5 e 12 Hz ciclos por segundo no hipocampo do rato – uma estrutura envolvida no processamento de memória para humanos e roedores – e em outras regiões sensoriais do cérebro.

"Qual é a função do ritmo de Theta?"

Em ratos, a onda cerebral de 5-12 Hz ciclos por segundo está associada a um comportamento de rato conhecido como "whisking". Os ratos exploram seus ambientes através do toque de suas bigodes, um sentido que é semelhante à visão para humanos. Ao mesmo tempo, os ritmos de theta dos ratos encontraram oscilar no hipocampo e simultaneamente com diversas áreas em todo o córtex cerebral no mesmo comprimento de onda.

Durante um longo período de tempo, a questão do milhão de dólares tem sido: "Qual é a função do ritmo theta?" Curiosamente, alguns estudos humanos sugerem que as ondas cerebrais theta flutuam entre os reinos consciente e subconsciente da mente humana. Ao criar conscientemente as ondas Theta através da atenção plena, meditação ou biofeedback, há especulações de que você possa acessar partes subconscientes do cérebro que normalmente são inacessíveis para sua mente consciente.

Mais de uma década atrás, quando escrevi The Athlete's Way , falei extensivamente sobre a importância da atividade cerebral elétrica sincronizada, coordenando a conectividade funcional entre várias regiões cerebrais. Tenho uma hipótese de que a atividade cerebral sincronizada entre ambos os hemisférios do cérebro e ambos os hemisférios do cerebelo é a chave para otimizar a função cerebral e criar um estado de superfluidez , que eu descrevo como a forma mais alta de fluxo.

Sincronizar as ondas cerebrais de várias regiões cerebrais cria harmonia cerebral

Photo and illustration by Christopher Bergland
Esta ilustração rudimentar representa como as ondas cerebrais sincronizadas podem criar um estado harmonizado de "superfluidez" ao otimizar a comunicação entre várias regiões cerebrais.
Fonte: Foto e ilustração de Christopher Bergland

De muitas maneiras, a nova pesquisa de ponta da SISSA reafirma meu palpite educado sobre sincronização cerebral e otimização da conectividade cerebral de uma década atrás. Na p. 114 de The Athlete's Way , em uma seção sobre eletricidade cerebral e "bloqueio de modo", que acontece quando os neurônios de várias regiões cerebrais estão marchando em lockstep, eu escrevi:

"Diferentes ondas cerebrais existem como uma forma de focar e mudar estados de consciência. Cada humor e pensamento tem uma freqüência específica que conecta uma rede neural. As ondas cerebrais refletem a taxa de disparo de seus neurônios. Taxas de disparo mais elevadas indicam um cérebro muito ativo e ocupado; taxas mais baixas um cérebro mais calmo.

Os neurônios se dedicam a uma frequência específica de disparo, e há poder em números. Toda célula cerebral está discutindo sua atenção. Seu estado mental é democrático. O número de neurônios que se juntam ou o sinal mais alto é o que chama sua atenção. Você tem livre arbítrio e, em última instância, você pode decidir em quase todas as situações sobre o que deseja pensar e, então, aumentar o volume desse conjunto neural.

O princípio do biofeedback é observar as taxas de disparo e aprender a desacelerá-las através de tentativas e erros. Quando você aprende a diminuir ou acelerar a taxa de disparo de neurônios para criar um estado específico de consciência, eles alteram a freqüência para um canal diferente, uma engrenagem inferior.

Como qualquer loop de feedback, você pode se concentrar em diminuir a taxa de disparo para baixo e sentir a mudança na consciência, ou você pode mudar o estado do seu corpo por respiração profunda para mudar a taxa de disparo. Lembre-se de que o GABA será a molécula tranqüilizante, diminuindo a taxa de disparo das sinapses, como jogar água no fogo ".

Eu estava animado para acordar esta manhã e ler novas evidências com base nas últimas tecnologias de neurociência que parece confirmar que a troca de informações entre duas regiões cerebrais é melhor facilitada quando suas respectivas oscilações estão no mesmo comprimento de onda e coerentes.

Os pesquisadores da SISSA foram capazes de testar sua teoria sobre a oscilação da teta no hipocampo, localizando os ritmos theta sincronizados associados ao movimento dos bigodes de um rato enquanto o rato usava simultaneamente seus movimentos de sujidade para detectar seu paradeiro em um ambiente físico.

Os pesquisadores da SISSA também identificaram que o disparo neuronal no córtex sensorial tornou-se mais bloqueado em fase com as oscilações do theta do hipocampo. Ratos foram capazes de identificar as texturas no ambiente mais rapidamente, minimizando a probabilidade de erros porque o ritmo de detecção e o ritmo de lembrança de duas regiões diferentes do cérebro foram perfeitamente sincronizados.

Esse tipo de sincronização é o que eu chamaria de equivalente de superfluidez em que não há zero fricção, viscosidade ou entropia entre regiões cerebrais responsáveis ​​pelo pensamento cerebral e movimentos cerebelares.

Conclusão: a atividade cerebral sincronizada e a superfluidez são simbióticas

A nova experiência histórica de Mathew Diamond e seus colegas da SISSA identificaram uma conexão entre os ritmos theta oscilantes do córtex sensorial (que coleta informações táteis), uma estação de processamento intermediário entre as vibrissas e o hipocampo.

Os pesquisadores concluem: "Esses resultados sugerem que, à medida que os ratos coletam sinais de toque, uma maior coerência entre o ritmo de batida, o córtex sensorial e o LFP do hipocampo facilita a integração da informação sensorial na memória e nos centros de decisão no cérebro".

Essas descobertas aumentam minha pesquisa contínua sobre maneiras pelas quais os seres humanos podem otimizar sua estrutura cerebral e conectividade funcional em níveis elétricos, químicos e arquitetônicos ao longo da vida útil para criar um desempenho máximo através da superfinidez.

Com base em pesquisas anteriores, as novas descobertas da SISSA sugerem que, como "condutor" dos vários ritmos elétricos da banda em seu cérebro, é possível que você possa conscientemente iniciar um ritmo sincronizado em uma região do seu córtex cerebral que irá recrutar outras regiões do cérebro para participar do mesmo comprimento de onda. . . Ou, você pode usar outras regiões do cérebro, como o hipocampo (ou possivelmente o cerebelo) para iniciar o ritmo de todo o seu cérebro a jusante.

Uma vez que suas várias regiões do cérebro estão sincronizadas e marchando em uníssono ao mesmo ritmo, parece que a função do cérebro é otimizada e o cérebro está funcionando como uma unidade sem atrito, o que aumenta as chances de criar fluxo ou superfluidez.

Isso é uma coisa emocionante! Fique atento para mais pesquisas sobre como várias ondas cerebrais e oscilações sincronizam a conectividade funcional de várias regiões cerebrais.

Para ler mais sobre este tópico, confira minhas postagens de blog anteriores da Psychology Today ,

  • "Superfluidez: a psicologia do desempenho máximo"
  • "Alpha Brain Waves impulsiona a criatividade e reduz a depressão"
  • "Outwitting Your Cerebellum é o segredo para vencer o medo?"
  • "Superfluidez: Decodificando o Enigma da Flexibilidade Cognitiva"
  • "A neurociência da superfluidez"
  • "Superfluidez" e "Hot Hand" são sinônimos "
  • "Superfluidez: Desempenho máximo além de um estado de" fluxo "

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