In che modo le regioni motorie del cervello guidano l'intelligenza del fluido?

Stamattina ero entusiasta di svegliarmi e di leggere un affascinante nuovo studio del Beckman Institute for Advanced Science and Technology dell'Università dell'Illinois che ci aiuta a capire meglio i meccanismi cerebrali dietro l'enigma complesso di come l'attività fisica e la coordinazione motoria sono collegate all'intelligenza fluida.

Cos'è l'intelligenza fluida?

L'intelligenza fluida è la capacità di pensare in modo creativo e risolvere i problemi in situazioni nuove, indipendentemente dalle specifiche conoscenze acquisite. L'intelligenza fluida implica la capacità di utilizzare la logica analitica insieme alla conoscenza implicita, identificando schemi apparentemente non correlati e collegando i punti in modi nuovi e utili.

Avere un momento "Aha!" – nel quale si combatte per trovare una soluzione analitica, ma poi avere un lampo intuitivo di intuizione che fornisce una risposta corretta – è un esempio di intelligenza fluida. D'altra parte, l'intelligenza cristallizzata è la stretta capacità analitica di utilizzare abilità, conoscenza ed esperienza per rispondere alle domande.

L'intelligenza cristallizzata è una forma di memoria dichiarativa che rappresenta la tua vita di conoscenza intellettuale e cerebrale. L'intelligenza cristallizzata è dimostrata in gran parte attraverso il tuo vocabolario e altri tipi di conoscenza esplicita che potresti memorizzare per un test standardizzato.

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In questo post del blog, fornirò un breve riepilogo dell'ultimo studio del Beckman Institute sull'intelligenza fluida e quindi presenterò una breve cronologia che illustra come questi nuovi risultati si inseriscono nella mia ipotetica struttura della meccanica cerebrale di "superfluidità" basato sui precedenti post del blog di Psychology Today che ho scritto sull'intelligenza fluida.

Definisco la superfluidità come il più alto stato dell'esperienza di flusso. La superfluidità è un'esperienza episodica in cui la mente, il corpo e il cervello funzionano in uno stato di "super flusso" privo di ego, caratterizzato da zero attrito, zero viscosità e zero entropia tra pensieri, idee e movimenti.

Il metabolismo cerebrale nelle regioni motorie è correlato all'intelligenza fluida

Il nuovo studio dei ricercatori dell'Università dell'Illinois ha identificato un modo in cui il metabolismo cerebrale sano corrisponde all'intelligenza fluida , che definiscono come "una misura della propria capacità di risolvere problemi insoliti o complessi".

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Comprendere le specifiche meccaniche cerebrali e le fonti di energia che guidano l'intelligenza fluida aiuta i neuroscienziati a caratterizzare i processi cognitivi coinvolti in vari tipi di intelligenza e offre approfondimenti su quali tipi di interventi potrebbero migliorare l'intelligenza fluida. Ad esempio, ho l'ipotesi che l'esercizio aerobico stimoli la creatività e l'intelligenza fluida, che questa nuova ricerca corrobora.

Lo studio del marzo 2016, "Associazioni multivariate di intelligenza fluida e NAA", è stato pubblicato sulla rivista Cerebral Cortex .

Corteccia cerebrale in rosso.

Fonte: database delle scienze della vita / Wikimedia Commons

Per questo studio, i ricercatori di Beckman hanno utilizzato l'imaging spettroscopico a risonanza magnetica (MRSI) per misurare l'N-acetil aspartato (NAA). La NAA è un marker biochimico utilizzato per misurare la produzione di energia neurale all'interno di specifiche regioni cerebrali. Quindi, hanno esaminato la relazione tra le concentrazioni di NAA in diverse regioni del cervello e l'intelligenza fluida.

I ricercatori hanno esaminato il modo in cui la distribuzione della NAA nei lobi frontali e parietali si è correlata all'intelligenza fluida e hanno scoperto che il metabolismo energetico nella regione del cervello frontale-parietale laterale lateralizzata sinistra predice l'intelligenza fluida.

Questi risultati erano indipendenti dalle dimensioni del cervello, che è considerato da molti un altro fattore predittivo significativo dell'intelligenza fluida. Questi risultati suggeriscono che le regioni motorie nella corteccia cerebrale svolgono un ruolo chiave nella visualizzazione e nella pianificazione necessarie per la cognizione spaziale e il ragionamento.

In un comunicato stampa, Aki Nikolaidis, che ha guidato la ricerca con Ryan Larsen e il direttore del Beckman Institute Arthur Kramer, ha dichiarato: "L'intelligenza fluida è una delle misure cognitive più utili disponibili. Questo dominio si riferisce alla soddisfazione del lavoro di un individuo e al livello di stipendio, tra gli altri esiti del mondo reale. "

Nikolaidis ei suoi colleghi hanno scoperto che la concentrazione di NAA in un'area del cervello legata alle capacità motorie nella corteccia frontale e parietale era specificamente legata all'intelligenza fluida. "Le regioni motorie del cervello hanno un ruolo nella pianificazione e visualizzazione dei movimenti e nel loro svolgimento", ha detto Nikolaidis. "La visualizzazione mentale è un elemento chiave dell'intelligenza fluida."

I ricercatori hanno concluso che mentre le dimensioni complessive del cervello possono essere geneticamente determinate e non prontamente modificate, i livelli di NAA e il metabolismo cerebrale possono rispondere a interventi di salute tra cui dieta, esercizio fisico o allenamento cognitivo, che possono migliorare l'intelligenza fluida.

In che modo le regioni motorie di Brain Drive Fluid Intelligence?

Come ho detto prima, quando ho letto per la prima volta il nuovo studio del Beckman Institute, sono stato subito curioso di scoprire come questi risultati, che utilizzavano la tecnologia più avanzata, potrebbero offrire nuove prove empiriche a sostegno di alcune intuizioni e ipotesi plausibili Ho parlato dei meccanismi cerebrali della creatività e dell'intelligenza fluida.

Nel passaggio seguente, ho messo insieme una sequenza temporale di vari studi che ho scritto nei precedenti post del blog di Psychology Today . Tutte queste scoperte fanno parte del mio continuo tentativo di risolvere l'enigma di quale ruolo il cervelletto (in latino per "piccolo cervello") gioca nei processi cognitivi e creativi. Negli ultimi dieci anni, ho cercato di rispondere a domande sul cervelletto che mio padre mi ha proposto prima della sua morte nel 2007.

Cervelletto in rosso.

Fonte: banche dati Life Science / Wikimedia Commons

Mio padre, Richard Bergland, era un neuroscienziato, neurochirurgo e autore del Fabric of Mind . Mio padre era ossessionato dal fatto che il cervelletto è solo il 10% del volume del cervello, ma contiene oltre il 50% dei neuroni totali del cervello. Diceva spesso: "Non sappiamo esattamente cosa stia facendo il cervelletto, ma qualunque cosa stia facendo, ne sta facendo un sacco".

Storicamente, il cervelletto è stato considerato dalla maggior parte dei neuroscienziati una regione del cervello che è principalmente coinvolta in attività non mentali come il coordinamento dei tempi e della precisione dei movimenti muscolari. Tuttavia, negli ultimi anni, una vasta gamma di studi ha dimostrato, per la prima volta, che il cervelletto svolge un ruolo fondamentale in molti dei nostri processi cognitivi, emotivi e creativi, inclusa l'intelligenza fluida.

Questo abbozzo rudimentale illustra come le regioni motorie nei vari emisferi del cervello e del cervelletto possano lavorare insieme per guidare l'intelligenza fluida. Circa 2010.

Fonte: foto e illustrazione di Christopher Bergland

L'emisfero sinistro del cervello controlla il lato destro del corpo; l'emisfero sinistro del cervelletto controlla il lato sinistro del corpo e viceversa. Jeremy Schmamann, MD del Massachusetts General Hospital (MGH) della Harvard Medical School, ha una teoria secondo cui il cervelletto potrebbe perfezionare i pensieri e le idee allo stesso modo in cui perfeziona i movimenti dei muscoli. Penso che sia su qualcosa.

Di seguito sono riportati alcuni esempi di dozzine di studi di cui ho scritto negli ultimi anni che sono ciascuno dei pezzi del puzzle nel tentativo di risolvere l'enigma di come la struttura del cervello, la connettività funzionale – e ora, come il metabolismo della NAA nelle regioni motorie nella corteccia cerebrale – sono legati all'intelligenza fluida e alla superfluidità.

Nell'ottobre 2013, i ricercatori dell'Università di Jyväskylä in Finlandia hanno riferito che i bambini con scarse capacità motorie hanno anche competenze di lettura e aritmetica peggiori. Lo studio finlandese ha rilevato che i bambini che eseguivano scarsi risultati in agilità, velocità e test di destrezza manuale avevano anche punteggi di lettura e aritmetica inferiori nel primo e terzo anno. Su tutta la linea, i bambini con prestazioni migliori nei test motoristici hanno ottenuto punteggi più alti nei test di lettura e aritmetici.

Nell'aprile 2013, uno studio pubblicato da ricercatori della School of Child Development della Scuola di specializzazione in medicina dell'Università di Osaka in Giappone ha scoperto che la sottocorrelazione tra il cervelletto e le altre regioni del cervello contribuisce a molte delle caratteristiche riscontrate nei disturbi dello spettro autistico (ASD).

Nel dicembre 2013, uno studio, "Anche quando i punteggi dei test salgono, alcune abilità cognitive no" dei neuroscienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) che lavorano con ricercatori dell'istruzione alla Harvard University e alla Brown University hanno scoperto che gli studenti delle scuole accademicamente performanti non ha necessariamente migliorato l'intelligenza fluida.

Nell'aprile 2014, i ricercatori dell'Oregon State University hanno pubblicato uno studio che mostra una forte correlazione tra la gravità del disturbo dello spettro autistico e le carenze di abilità motorie nei bambini molto piccoli.

Nel maggio del 2015, i ricercatori della Stanford University hanno pubblicato uno studio che identificava che il cervelletto, in realtà, poteva essere la sede della creatività. In un comunicato stampa, l'autore principale dello studio di Stanford, Manish Saggar, Ph.D., ha riassunto i risultati di come il pensiero analitico abbia influenzato i momenti di "Aha!" Dicendo: "Più ci pensi, più lo metti in disordine "Questo è esattamente ciò che la leggenda del tennis Arthur Ashe definirebbe" paralisi per analisi ".

Uno studio del luglio 2015 ha scoperto che le attività propriocettive dinamiche – che coinvolgono specificamente il cervelletto – aumentano la memoria di lavoro del 50 per cento. La memoria di lavoro crea l'area di lavoro mentale che facilita la creatività e l'intelligenza fluida.

Nel marzo 2016, Ian Fyfe, MD, ha pubblicato un articolo, "L'atrofia cerebellare ha modelli specifici per la malattia", sulla rivista Nature Reviews Neurology. Nella sua recensione, Fyfe evidenzia due studi recenti che hanno identificato modelli distintivi di atrofia cerebellare che sono correlati a modelli più ampi di degenerazione della rete cerebrale. Entrambi gli studi hanno rilevato che la perdita di volume del cervello della materia grigia in specifiche regioni del cervelletto è legata alla malattia di Alzheimer (AD) e alla demenza frontotemporale (FTD).

Tutti questi studi possono sembrare estranei a prima vista, da una prospettiva strettamente "cristallizzata". Tuttavia, guardandoli attraverso la lente dell'intelligenza fluida, ho la sensazione che siano in qualche modo collegati. Detto questo, non sono ancora riuscito a collegare analiticamente tutti i punti in una conclusione senza soluzione di continuità. Si tratta di un lavoro in corso.

Conclusione: metacognizione e importanza del "pensare al tuo pensiero"

Nelle ultime ore, mentre stavo scrivendo questo post sul blog, sia sul mio desktop che sullo smartphone mentre facevo jogging, mi sono reso conto che, in molti modi, questo articolo rappresenta il pensiero fluido e il metabolismo dell'energia nelle regioni motorie del cervello in azione.

Ad esempio, mi sono svegliato verso le 5:00 di oggi e ho letto per la prima volta il nuovo studio Beckman Institute. Dopo aver preparato una tazza di caffè molto forte, ho trascorso circa mezz'ora in un intenso stato cerebrale con il laser-focus sul tentativo di comprendere i dettagli espliciti della scienza empirica inclusi nello studio usando l'intelligenza puramente cristallizzata.

Poi, allacciai le mie scarpe da corsa e andai a fare una lunga corsa all'alba. L'obiettivo della mia corsa era di risolvere attivamente i problemi e collegare i punti di questo studio con ricerche precedenti per vedere come le ultime scoperte relative alla mia ipotesi su tutti e quattro gli emisferi cerebrali del cervelletto e del cervello siano collegate alla cognizione.

Mentre correvamo, stavo sognando ad occhi aperti e spaziando, ma anche ruminando su tutta questa ricerca in un modo molto rilassato e rilassato. Ho consapevolmente "sbloccato" la mia corteccia prefrontale, e ho pazientemente aspettato che le intuizioni si ribellassero. Ogni volta che ho avuto un piccolo momento "Aha!", Ho dettato un messaggio di testo a me stesso nel mio telefono come promemoria, in modo da non dimenticarmi dell'idea prima di tornare al mio computer per scrivere questo post sul blog.

Durante il mio jogging, ho anche inventato la struttura e il formato di questo post sul blog, visualizzato ciò che volevo che assomigliasse e ho deciso come dovrebbe fluire. Nel momento in cui sono tornato a casa dalla mia corsa, mi sono diretto verso il mio computer e mi sono seduto alla mia scrivania (ancora coperto di sudore). . . digitato a velocità la copia che hai appena letto, caricato alcune foto, lucidato e pubblicato sul sito Web di Psychology Today . Ecco!

Chiaramente, questo post sul blog non vincerà alcun premio Pulitzer. Detto questo, la mia motivazione principale per scrivere di neuroscienza all'avanguardia è quella di trasmettere risultati potenzialmente esoterici a un vasto pubblico generale. La mia speranza è che qualcuno che legge questo attinga alla sua intelligenza fluida, abbia un momento "Aha!" E faccia progredire la nostra comprensione collettiva di queste idee.

Nella mia mente, l'intelligenza fluida funziona meglio quando le persone condividono le loro ipotesi con gli altri prima di consolidarsi saldamente in una conoscenza cristallizzata e dura. Resta sintonizzato, e per favore condividi i tuoi pensieri e le tue idee con me stesso e gli altri nei commenti.

Per saperne di più su questo argomento, controlla i miei post sul blog di Psychology Today ,

• "Un pensiero troppo cristallizzato riduce l'intelligenza fluida"
• “Eureka! Decostruire i meccanismi del cervello di "Aha!" Momenti "
• "Il Cerebellum raffina i processi cerebrali complessi?"
• "Le attività fisiche possono migliorare l'intelligenza fluida?"
• "Superfluidità: decodifica l'enigma della flessibilità cognitiva"
• "La neuroscienza dell'immaginazione"
• "Perché Overthinking sabota il processo creativo?"
• "Il cervelletto può essere la sede della creatività"

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