Circuiti cerebrospere ci ricordano: sapere non basta

Una storia basata sul cervelletto per illustrare il significato di “Non Satis Scire”.

Illustrazione anatomica dell’inizio del XX secolo del cervello umano (dal basso) che mostra gli emisferi destro e sinistro sia del cervelletto che del cervello. “Cerebellar” è la parola sorella di “cerebrale” e significa “relativo o localizzato nel cervelletto”. “Cerebro-cerebellare” si riferisce generalmente alla connettività funzionale e all’interazione tra le regioni del cervello e le regioni del cervelletto.

Fonte: Wikipedia / Dominio Pubblico

Circa dieci anni fa, stavo tornando a casa a piedi dalla palestra e ho avuto un incontro casuale con un conoscente che ha cambiato il modo in cui penso al cervello umano. Nel 2009, stavo lavorando a una proposta di libro, “The Origins of Imagination”, che ha esplorato la neuroscienza delle scoperte creative basate principalmente su prove aneddotiche di persone che hanno ” Eureka! “O” Aha! “Momenti mentre si fa un tipo di attività aerobica bipede. (ad esempio, Albert Einstein ha detto di E = mc ² , “Ci ho pensato mentre guidavo la mia bicicletta.”)

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La mia ipotesi era che coinvolgere il cervelletto (latino per “piccolo cervello”) camminando, facendo jogging, andando in bicicletta, ecc. Fosse un modo universalmente accessibile per “liberare * ” la corteccia prefrontale, che incoraggiava le idee che erano state incubate da qualche parte nel subconscio a “Bolla” nella consapevolezza cosciente. ( * Nel “Vangelo del relax”, William James ha detto, ” Unclamp , in una parola, i tuoi meccanismi intellettuali e pratici, e lascia correre libero, e il servizio che ti farà sarà due volte più buono.”)

Si, lo so. La mia ipotesi sulle idee “che ribollono dal subconscio” non sembra molto scientifica. Ma, ho avuto un sospetto basato su ampie conversazioni con il mio defunto padre, Richard Bergland (1932-2007), che era un neuroscienziato e autore di The Fabric of Mind, che l’interazione tra il cervello e il cervelletto potrebbe avere qualcosa a che fare con il processo creativo.

Mio padre è morto di infarto nel 2007, poche settimane dopo la pubblicazione del mio primo libro. Nella mia mente, immagino spesso mio padre sul letto di morte che mi dice “Chris, non sappiamo ancora esattamente cosa stia facendo il cervelletto. Ma qualunque cosa stia facendo, ne sta facendo un sacco. Riesci a tenere le tue antenne alla ricerca all’avanguardia sul cervelletto per risolvere questo enigma dopo che me ne sarò andato? “Dalla sua morte, ho fatto del mio meglio per riferire continuamente sulla nuova ricerca sul cervelletto e sono costantemente pensando a cosa sta facendo il cervelletto.

Nel 2005, mio ​​padre e io abbiamo creato un modello padre-figlio, a cervello diviso, che abbiamo chiamato “cervello cerebrale” come base per il mio libro, The Athlete’s Way. Il nostro modello split-brain ha fondamentalmente inquadrato il cervello come sede dell’apprendimento esplicito, della mentalità e della memoria dichiarativa; e incornicia il cervelletto come sede dell’apprendimento implicito, “conoscenza senza conoscenza” e memoria muscolare basata su Purkinje. (Per ulteriori informazioni su questo vedi “Il cervello diviso: un’ipotesi in continua evoluzione”.)

Negli anni ’70, mio ​​padre aveva perso un po ‘di credibilità tra i suoi coetanei della Harvard Medical School quando servì come esperto in medicina per un best seller intitolato Drawing on the Right Side of the Brain , che divenne parte del juggernaut del cervello destro-sinistro, che è ancora un treno fuori controllo di “pseudoscienza” quasi 50 anni dopo.

Il nostro obiettivo con il modello “up brain-down brain” era quello di spostare l’attenzione dalla lateralizzazione sinistra del cervello destro del cervello degli emisferi cerebrali e concentrarsi maggiormente sull’interazione “al piano di sopra” tra il cervello e il cervelletto. Volevo anche iniziare una discussione in un forum pubblico che aiutasse a smascherare il mito ” il cervello destro è la sede della creatività ” con l’ulteriore speranza di rivendicare la reputazione di mio padre. Inutile dire che riportare il genio destro cerebrale sinistro nella bottiglia è un compito arduo.

La mia proposta di libro “Origins of Imagination” del 2009 ha messo il cervelletto sotto i riflettori come un giocatore sottovalutato e non riconosciuto nei processi cognitivi, nell’intelligenza fluida e nel pensiero divergente. (Sfortunatamente, nessuno degli editori “Big Five” era interessato a questo libro dieci anni fa e il mio agente non poteva vendere la proposta.)

Tornando al mio incontro casuale una decina di anni fa ho cambiato il modo in cui penso al cervello … Un giorno, nel 2009, stavo tornando a casa dalla palestra in Commercial Street a Provincetown, nel Massachusetts, quando mi sono imbattuta nella mia amica Maria che è un poeta. Mi chiese: “Che cosa stai facendo in questi giorni?” Le dissi del suddetto concetto per il libro “Origins of Imagination”. Mentre stavamo lì, Maria ha iniziato a muovere il suo corpo per emulare su una macchina ellittica e ha detto: “Ogni volta che comincio a muovere le braccia e le gambe avanti e indietro sul trainer ellittico, la poesia si riversa fuori di me”.

Mentre stavo sul marciapiede guardando Maria mima mentre faceva un allenamento aerobico, ho avuto un ” Eureka! “Momento in cui entrambi i modelli di cervello diviso sinistro-destro-destro e alto-cervello-cervello erano parzialmente corretti in termini di attività fisica che facilita l’intelligenza fluida e il pensiero creativo.

In un modo controlaterale, incrociato, l’emisfero cerebrale sinistro funziona in congiunzione con l’emisfero cerebellare destro per coordinare il movimento sul lato destro del corpo; e il “cervello destro” del cervello funziona con l’emisfero sinistro del cervelletto per coordinare i movimenti volontari sul lato sinistro del corpo. In termini dell’intero cervello che lavora di concerto, l’ottimizzazione della struttura e della connettività funzionale di tutti e quattro gli emisferi cerebrali è fondamentale.

Come spesso accade, dopo mesi passati a riempire la testa di conoscenza cristallizzata e prove empiriche, l’ aha! “Il momento di collegare finalmente idee apparentemente non correlate a qualcosa di potenzialmente nuovo e utile è stato innescato da una circostanza casuale e fortuita. Ho detto a Maria che sentirla dire “Ogni volta che comincio a muovere le mie braccia e le mie gambe avanti e indietro sul trainer ellittico, la poesia si riversa fuori di me”, mi aveva dato una nuova idea. Quindi, mi sono precipitato a casa a scarabocchiare il rudimentale schizzo “mappa del cervello” che vedi qui sotto:

Questa mappa topografica del cervello del circuito “cerebro-cerebellare” illustra l’importanza dell’ottimizzazione della connettività funzionale controlaterale tra gli emisferi cerebrali e gli emisferi cerebellari.

Fonte: foto e illustrazione di Christopher Bergland intorno al 2009

Quando ho abbozzato questa “mappa topografica del cervello” molto essenziale dieci anni fa, ero completamente ignaro del termine “cerebro-cerebellare” e non avevo alcuna conoscenza cristallizzata dell’ipotesi rivoluzionaria di “Dysmetria del Pensiero” di Jeremy Schmahmann e della sua identificazione del “Cognitivo cerebellare”. Sindrome affettiva “(CCAS). L’illustrazione infantile sopra disegnata con Sharpy multicolori e marcatori fluorescenti è il risultato di una serie di prove casuali aneddotiche, esperienze personali di vita e molte conversazioni sul cervello e sul cervelletto con mio padre.

Ora che ho passato molto più tempo a studiare meticolosamente la neuroscienza, so che Schmahmann pubblicò un documento di riferimento, “The Cerebrocerebellar System”, nel 1997 che gettò le basi per decenni di ricerche successive sull’interazione tra gli emisferi sinistro e destro del cervello e cervelletto. Per esempio, ieri ho scritto un post sul blog di Psychology Today su un nuovo studio, “La connettività funzionale Cerebro-cerebellare è associata con l’equilibrio di eccitazione-inibizione cerebellare nel disturbo dello spettro autistico.”

È così che Schmahmann ha descritto “The Cerebro-Cerebellar System” nel 1997:

Se c’è un contributo cerebellare alla funzione non motorio, in particolare alle abilità cognitive e agli stati affettivi, allora ci devono essere corrispondenti substrati anatomici che supportano questo. Il cervelletto è fortemente interconnesso con gli emisferi cerebrali sia in feedforward (emisferi cerebrali al cervelletto) che in direzioni di feedback. Questa relazione è stata a lungo riconosciuta, in particolare per quanto riguarda le cortecce motorie e sensoriali. Le indagini condotte nell’ultimo decennio, tuttavia, hanno dimostrato per la prima volta l’organizzazione e la forza delle connessioni che collegano il cervelletto con aree della corteccia cerebrale che si ritiene siano interessate al comportamento di ordine superiore piuttosto che al controllo motorio. ”

In questa fase della vita, dedico la maggior parte del mio tempo alle attività cerebrali. Trascorro alcune ore al giorno a leggere e scrivere di prove empiriche basate sulla scienza. Detto questo, quando si parla di neuroscienze e di ulteriori informazioni sul cervelletto, mi è chiaro che c’è un po ‘di verità nell’assioma: ” Più sai, meno capisci. “

Ad esempio, con Google Scholar a portata di mano, posso dedicare un sacco di tempo a leggere approfonditi studi scientifici su qualcosa come le cellule di Purkinje cerebellare. Ma, a un certo punto, questo tipo di sovraccarico di informazioni crea zuppa di alfabeto nel mio cervello ed è controproducente. Avere troppa conoscenza cristallizzata mi si è conficcata nella testa in una sola volta senza dare le idee, il tempo di gesticolare crea viscosità di pensiero e soffoca quella che io chiamo ” superfluidità ” . “

Ogni volta che mi ritrovo a pensare o a soffrire di quello che Arthur Ashe chiamava ” paralisi per analisi “, è sempre utile fare qualcosa di più cerebellare (come andare a fare una lunga corsa) e allontanarsi per un po ‘. L’esecuzione di attività basate sul cervelletto sembra “sbloccare” regioni specifiche della mia corteccia cerebrale in un modo che mi aiuta a pensare meglio e a risolvere problemi.

Il mio motto di Alma Mater è: Non Satis Scire (“To Know Is Not Enough”)

Una ragione per cui ho deciso di scrivere un post sul blog narrativo in prima persona stamattina è che la mia storia di vita e il passaggio dall’essere un atleta professionista a uno scrittore scientifico porta alla luce alcuni aspetti fondamentali delle meccaniche cerebrali che guidano i nostri circuiti cerebro-cerebellari.

Mio padre era un potere “cerebrale” che ha ottenuto una serie A ed è sempre stato il migliore della sua classe. Aveva anche la capacità atletica “cerebellare” di essere un campione di tennis. Papà si aspettava lo stesso livello di risultati accademici e sportivi dai suoi figli. Sfortunatamente, attraverso la lente del circuito cerebro-cerebellare, io e mia sorella maggiore eravamo solo “mezzi bravi” in termini di vivere l’irrealistica aspettativa di papà che tutti i suoi bambini in età scolastica mostrassero straordinarie abilità cerebrali e cerebellari.

La mia sorella maggiore aveva incredibili “libri intelligenti” e ha ottenuto i punteggi del National Merit SAT, ma non era particolarmente brava a giocare a tennis. Il rovescio della medaglia, ero terribile a scuola (e probabilmente era visto da molti come un “stupido jock”) ma ero bravo negli sport. Una delle ragioni per cui ho deciso di pubblicare un libro dopo essermi ritirato dalle competizioni atletiche è stato dimostrare a mio padre (e ad altri oppositori) che la neuroplasticità e la neurogenesi permettono a ciascuno di noi di rinforzare la nostra struttura cerebrale-cerebellare e la connettività funzionale in qualsiasi fase del la vita, che era l’intero punto di The Athlete’s Way: Sweat and the Biology of Bliss .

Come padre di una bambina di 10 anni, per me è importante che l’educazione e la vita quotidiana di mia figlia siano ben arrotondate in modo da ottimizzare il suo circuito cerebro-cerebellare.

Guardando indietro alle mie esperienze accademiche crescendo, sono stato molto fortunato a frequentare scuole che hanno inconsapevolmente coltivato un sano equilibrio tra il mio cervello e il cervelletto. Sono stato anche fortunato a trascorrere un po ‘di tempo intrappolato in un’istituzione accademica a cui sembrava interessarsi solo costringere gli studenti a stare seduti in classe, a memorizzare montagne di conoscenza cristallizzata e ottenere punteggi di prova elevati. Questa esperienza mi ha aperto gli occhi sulle insidie ​​di enfatizzare eccessivamente la conoscenza cerebrale e di ignorare l’importante ruolo che entrambi gli emisferi cerebellari svolgono nei nostri processi cognitivi e creativi.

Fonte: Wikipedia / Dominio Pubblico

Quando ero in seconda media, ho iniziato a prendere il latino con il signor Bourne alla Park School di Brookline, nel Massachusetts. Sebbene fossi generalmente uno studente terribile, amavo il latino e eccellevo in questo argomento. Il signor Bourne ha fatto imparare che il latino antico sembra una base di conoscenza sorprendentemente utile per i tempi moderni. Fino ad oggi, mi ritrovo a riferire regolarmente le parole latine e la frase “scia non satis” ha ispirato questo post sul blog.

Dopo aver lasciato l’esperienza come un grembo e la pedagogia di “scuola senza confini” di The Park School, sono stato espulso in un collegio draconiano a Wallingford, nel Connecticut, chiamato Choate Rosemary Hall. Il loro motto è Fidelitas et Integritas (Fidelity and Integrity). Nei primi anni ’80, Choate era un ambiente tossico per me. Non mi ero adattato allo stampo del preppy handbook e odiavo il posto. Mi sono ribellato all’autoritarismo della scuola e ho vissuto il tema “Non abbiamo bisogno di educazione” dell’album dei Pink Floyd, “The Wall”. Basti dire che i miei voti mi hanno fatto schifo. Ho avuto problemi con i test standardizzati e i miei punteggi SAT erano i box.

Fonte: Wikipedia / Dominio Pubblico

Fortunatamente, mia madre sapeva di un piccolo college di arti liberali ad Amherst, nel Massachusetts, che non si curava dei punteggi SAT e di proposito aveva preso l’accento sulle “intelligenze del libro” cerebrali chiamate Hampshire College. All’epoca, Hampshire era uno dei pochi college del paese che non richiedeva agli studenti di prendere   nessun test e non c’erano voti. Sembrava un posto perfetto per me e io ero ansioso di candidarmi.

Quando mi iscrissi all’Hampshire College nell’autunno del 1984, la mia memoria dichiarativa sapeva che il motto della scuola era Non Satis Scire (To Know Is Not Enough). Ma, mi rendo conto ora, non sapevo davvero (nel vero senso della parola) perché il mio motto di Alma mater fosse così importante fino a decenni dopo quando mi sono ritirato dall’essere un atleta ultra-endurance professionista e sono diventato uno scrittore scientifico .

Da una prospettiva meta-cognitiva del “pensare al proprio pensiero”, non mi è perso il fatto che conoscere il significato delle parole latine per “non sapere abbastanza” è molto diverso dal comprendere il significato di come questa frase si applica a i nostri processi cognitivi nell’era digitale. Molto prima della rivoluzione di Internet, i fondatori dell’Hampshire College si resero conto che “conoscere” molte informazioni cristallizzate è inutile se non si riescono a collegare i punti di idee apparentemente non correlate in modi nuovi e utili.

In un’era di ricerca di Google, abbiamo così tanta conoscenza cristallizzata a portata di mano 24 ore al giorno. Questa abbondanza di informazioni cerebrali rende più importante che mai mantenere il cervelletto impegnato rimanendo fisicamente attivo. Il sedentarismo e lo stare seduti di fronte allo schermo di un computer tutto il giorno possono causare atrofia il volume di materia grigia delle cellule di Purkinje nel cervelletto e ridurre l’integrità dei tratti di sostanza bianca tra varie regioni del cervello. Questo doppio smorzamento impedisce a tutti e quattro gli emisferi cerebrali di lavorare in perfetta armonia e potrebbe portare a una connettività funzionale cerebro-cerebellare più bassa.

Credo fermamente che trovare modi quotidiani per ottimizzare la connettività funzionale dei nostri circuiti cerebro-cerebellari sia la chiave per il pensiero divergente e l’intelligenza fluida. Come i fondatori dell’Hampshire College hanno realizzato decenni fa, “conoscere (informazioni cristallizzate) non è abbastanza.” Speriamo, negli anni a venire, più educatori comprenderanno l’importanza di strutturare ambienti di apprendimento che coinvolgano attivamente tutti e quattro gli emisferi cerebrali e si sforzano di ottimizzare connettività funzionale degli studenti cerebro-cerebellari su base giornaliera.

Riferimenti

Jeremy D. Schmahmann e Deepak N .. Pandya. “The Cerebocerebellar System” International Review of Neurobiology (1997) DOI: 10.1016 / S0074-7742 (08) 60346-3

Jeremy D. Schmahmann e Janet C. Sherman. “The Cerebellar Cognitive Affective Syndrome” Brain (1998) DOI: 10.1093 / brain / 121.4.561

Jeremy D. Schmahmann “Dysmetria del pensiero: conseguenze cliniche della disfunzione cerebellare sulla cognizione e l’affetto”. Tendenze nelle scienze cognitive (1998) DOI: 10.1016 / S1364-6613 (98) 01218-2

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