Connettività Neurofeedback Training the Next Big Thing?

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Una recente svolta nelle neuroscienze potrebbe fornire nuovi trattamenti a lungo attesi per i disturbi psichiatrici e le disabilità cognitive. Il gruppo di laboratorio di ricerca sulla comunicazione dell'informazione del cervello di ATR a Kyoto, in Giappone, ha scoperto che la connettività funzionale nel cervello può essere cambiata in entrambe le direzioni usando l'addestramento neurofeedback fMRI. Manipolare queste reti cerebrali attraverso l'apprendimento di metodi di aiuto altera la funzione e le prestazioni cognitive. Questi risultati sono stati pubblicati il ​​7 agosto nella corteccia cerebrale .

Questo studio è un follow-up basato su un metodo all'avanguardia che Mitsuo Kawato e il suo team di ATR hanno sviluppato nel 2015 per modificare le connessioni neurali nel cervello usando quello che chiamano "allenamento di neurofeedback della connettività funzionale". Questa tecnica usa la risonanza magnetica funzionale in tempo reale (fMRI) per monitorare la connettività funzionale tra due specifiche regioni cerebrali mentre i partecipanti allo studio eseguono un semplice compito di immaginazione motoria. Il training neurofeedback di connettività utilizza la connettività funzionale tra le regioni del cervello per modulare la connettività neurale.

Nell'abstract del loro ultimo studio, gli autori descrivono i loro metodi di ricerca: "Abbiamo selezionato la connettività tra la corteccia motoria primaria sinistra e la corteccia parietale laterale sinistra come bersaglio. I soggetti sono stati divisi in 2 gruppi, in cui solo la direzione del cambiamento (un aumento o una diminuzione della correlazione) nella connettività manipolata sperimentalmente differiva tra i gruppi. Di conseguenza, i soggetti hanno indotto con successo i cambiamenti di connettività previsti in entrambe le direzioni. "

Contrariamente alla credenza popolare, il disimpegno o la riduzione della connettività funzionale tra le regioni del cervello è ugualmente (se non più) importante del semplice rafforzamento delle reti neurali. La potatura della connettività tra le regioni del cervello è chiamata D arwinismo neurale ed è la chiave per ottimizzare qualsiasi tipo di apprendimento e memoria. In un modo "usalo o perdilo", gli engram neurali che si accendono insieme si collegano generalmente.

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Da un punto di vista metaforico, si potrebbero vedere le reti neurali che la tua mente tende a percorrere come un percorso attraverso i boschi. Molto prima che i neuroscienziati fossero a conoscenza dell'apprendimento della connettività fMRI, Henry David Thoreau ha inconsapevolmente fatto un'analogia in qualche modo profetica su come la neuroplasticità possa rimodellare la tua mentalità o mantenerti bloccato in un solco. In Walden, Thoreau scrive: "La superficie della terra è morbida e impressionabile dai piedi degli uomini; e così con i sentieri che la mente percorre. Quanto sono logori e polverosi, quindi, le autostrade del mondo, quanto profondi sono i solchi della tradizione e della conformità! "

Come atleta ultra-resistente, Christopher Bergland ha usato la sua conoscenza della plasticità neurale per sviluppare un metodo di allenamento neurofeedback progettato per migliorare le prestazioni sportive ottimizzando la connettività funzionale cerebrale-cerebellare.

Fonte: foto di Christopher Bergland

Basandosi sull'ipotesi che la mentalità non sia mai stata fissata, si potrebbe ipotizzare che lo spostamento del proprio stile esplicativo abbia il potere di innescare aumenti o diminuzioni della connettività funzionale tra le regioni del cervello. Decenni fa, ho usato questa ipotesi per mettere a punto le mie connessioni cerebrale-cerebellari durante l'allenamento atletico ultra-resistente e la competizione. Perché mio padre, Richard Bergland, era un neuroscienziato e autore di The Fabric of Mind (Viking), mi spiegò i principi del 1949 della teoria hebbiana e la plasticità sinaptica quando ero un triatleta alle prime armi nel tardo XX secolo. A quel tempo, era impossibile testare la neurofeedback della connettività funzionale usando l'fMRI, così mi sono fatto un topo da laboratorio umano. Per la cronaca: merito la mia capacità di compiere imprese epiche di atletica leggera – come la rottura di un Guinness World Record correndo 153,76 miglia su un tapis roulant in 24 ore – a un sistema di neurofeedback di connettività funzionale che ho escogitato per tentativi ed errori per aumentare o diminuire la frequenza di certi modelli di pensiero che utilizzano la plasticità neurale.

Come atleta, ho usato la mia conoscenza della neurogenesi e della neuroplasticità per ottimizzare la mia mentalità, lo stato di eccitazione, la valenza emotiva e le prestazioni sportive. Più tardi, ho trasformato queste lezioni in consigli attuabili basati sulle neuroscienze che altri potrebbero usare in The Athlete's Way: Sweat and the Biology of Bliss (St. Martin's Press). Alle pp. 72-73, Christopher Bergland scrive:

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"Il rafforzamento delle reti neurali associate a uno stato ottimistico rende il cervello stesso in grado di rimodellarsi per facilitare la presenza di emozioni positive. Il segreto per rimanere positivi è imparare a guidare e setacciare i tuoi pensieri. La chiave per farlo è creare due bin: positivo e negativo o buono e cattivo. Ogni pensiero che permetti di entrare nella tua coscienza è etichettato e messo in un contenitore gradevole o sgradevole a seconda di come ti fa sentire.

Tutti conoscono la sensazione quando un pensiero negativo prende piede e entra in un ciclo nel cervello. Come esploreremo più in dettaglio, questo ciclo di pensiero è in realtà un fuoco sincronizzato e un blocco di specifici neuroni nel tuo cervello. È necessario evitare di coinvolgere quella frequenza di pensiero non bloccandoci. Lascia che scivoli dalla tua mente. Il modo più semplice per farlo è reindirizzare il dialogo interiore nella tua testa o lasciarlo andare.

All'interno del processo atletico si stanno andando a setacciare pensieri basati su questa decisione istintiva del fuoco rapido o per tenerlo o per farlo dissolvere. I pensieri guida sono come oscillare dalla vite alla vite nella giungla. Quando faccio le corse Ironman, passo dal pensiero positivo al pensiero positivo. Scruto l'orizzonte alla ricerca di qualsiasi pensiero o visione che mi bombardi e mi leghi solo a cose che vibrano di emozioni positive e bloccano quel pensiero. Quando smette di canticchiare, cerco qualcos'altro a cui aggrapparmi. Questo coro neuronale è un gruppo di neuroni che cantano all'unisono sopra il frastuono della folla e possono essere visti su tecnologie di imaging cerebrale come uno specifico arazzo di neuroni.

Se un pensiero negativo entra nella mia mente, lo rendono molto scivoloso. Immagino di coprire i neuroni di Teflon e il grasso di pollo. I pensieri felici sono coperti da velcro, magneti e Super Glue. Si attaccano al mio cervello. Quando vedi un pensiero positivo all'orizzonte o entri nella coscienza, permetti che si attacchi e sappia che stai tenendo insieme una rete neurale elettrochimica. Ricorda che più a lungo ti aggrappi a un pensiero negativo stai rinforzando un'abitudine e rafforzando una rete neurale. Quando i pensieri cattivi si insinuano, li colpisci con le tue pistole laser mentali o lascia che il pensiero rotoli come acqua dalla schiena di un'anatra con un'espirazione profonda. "

Quando ho scritto il brano sopra riportato 10 anni fa, la maggior parte delle visualizzazioni erano il risultato di metodi di connettività neurofeedback sperimentati su strada che avevo sviluppato attraverso ore di allenamento di resistenza irreggimentato e usando la mia immaginazione. Fondamentalmente, quando la mia energia e la mia velocità sono aumentate, ho coscientemente reso più robuste le reti neurali e la mentalità legata a quel tipo di performance. Al contrario, diminuirei qualsiasi connettività funzionale che si traducesse in rallentamenti di velocità, corsa e nuoto. È bello avere una ricerca d'avanguardia sul training neurofeedback che riafferma che è comunemente possibile cambiare la connettività funzionale in entrambe le direzioni.

Nel loro studio di agosto 2017, Kawato e colleghi hanno scoperto che i partecipanti al gruppo "aumentata connettività funzionale" e al gruppo "ridotta connettività funzionale" hanno imparato a controllare la connettività in modalità trial-ed-error attraverso l'addestramento neurofeedback basato su fMRI. Come concludono gli autori di ATR:

"La connettività funzionale in ogni gruppo è effettivamente cambiata nella direzione mirata durante l'allenamento. Inoltre, abbiamo identificato cambiamenti significativi in ​​alcune performance cognitive tra i gruppi. Questi risultati indicano che la connettività neurofeedback può indurre la direzione mirata del cambiamento nella connettività funzionale e indurre un cambiamento differenziale nelle prestazioni cognitive. Questo indica che l'utilizzo della connettività neurofeedback è un approccio promettente all'intervento terapeutico per i disturbi psichiatrici e per migliorare la funzione cognitiva. "

Si spera che la combinazione di prove aneddotiche ed empiriche qui presentate offra alcuni indizi su come incorporare aspetti della formazione neurofeedback della connettività nella tua vita quotidiana senza necessariamente avere accesso a una fMRI. Restate sintonizzati per le future ricerche su questo argomento e sui modi clinici in cui l'allenamento neurofeedback della connettività funzionale può essere utilizzato per affrontare i disturbi psichiatrici e migliorare le prestazioni cognitive.