¿Cómo el cerebro inconscientemente domina las habilidades automatizadas?

Un nuevo estudio vincula el aprendizaje implícito y las regiones laterales del cerebelo.

Cerebro humano visto desde abajo, que muestra cerebelo (latín para “pequeño cerebro”) y tronco encefálico.

Fuente: Wikipedia / Public Domain

Las regiones específicas del cerebelo son clave para la memoria implícita y juegan un papel importante en la adquisición de habilidades automatizadas que alguien puede realizar sin conciencia o “sobre-pensar” el proceso, según un creciente cuerpo de evidencia. Por ejemplo, un estudio reciente, “Déficit de aprendizaje implícito en niños con distrofia muscular de Duchenne: ¿evidencia de un deterioro cognitivo cerebeloso?” Identificó un vínculo entre la memoria procedimental (implícita), el cerebelo lateral y la conectividad de la corteza cerebral con los ganglios basales vía cerebro redes -cerebelosas Estos hallazgos se publicaron el 16 de enero de 2018 en la revista PLoS ONE .

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Para obtener más información sobre la diferencia entre la memoria declarativa (explícita) y la memoria procedimental (implícita), consulte: “El lenguaje utiliza circuitos cerebrales antiguos que preceden a los humanos” y “La misteriosa neurociencia del aprendizaje de habilidades automáticas”. Este video de un minuto muestra cómo se escribe automáticamente utiliza memoria procesal implícita sin conocimiento explícito de dónde están las teclas en el teclado: como atleta, he estado fascinado con el papel que desempeña el cerebelo en el rendimiento deportivo y la memoria implícita desde que era un tenista joven y principiante. Mi difunto padre, Richard Bergland, MD, era neurocientífico, neurocirujano y autor de The Fabric of Mind (Viking). Él también fue mi entrenador de tenis. Los abuelos noruegos de mi padre eran inmigrantes que llegaron a Estados Unidos sin ninguna habilidad basada en el mérito. Sus padres eran pobres y no podían pagar la universidad. En la década de 1930, durante la era del tazón de polvo y la Gran Depresión, mis abuelos misioneros se dirigieron desde Minnesota a las tierras baldías de Montana, donde nació mi padre.

Como parte de su sueño americano, mi padre obtuvo una beca para la universidad en función de su capacidad deportiva. Papá acreditó la memoria implícita que golpeó en su cerebelo al golpear religiosamente una pelota de tenis contra un tablero usando una raqueta vencida, mano-abajo con su destreza atlética. Cuando era adolescente, “Dick” Bergland se convirtió en el campeón de tenis del estado de Montana. En la universidad, jugó tenis universitario y squash. Los deportes de raqueta fueron su boleto de salida de la pobreza y en la Escuela de Medicina Cornell de Nueva York, donde nací. Al mirar hacia atrás en su carrera, mi padre decía: ” De esto estoy absolutamente seguro, convertirme en neurocirujano fue una consecuencia directa de mi ojo para la pelota “.

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Richard M. Bergland, MD acredita su dominio de las habilidades de tenis automatizadas con funciones del cerebelo. Como neurocirujano, creía firmemente que realizar operaciones cerebrales dependía mucho más de la memoria implícita / procedimental que la memoria explícita / declarativa que adquirió en la biblioteca.

Fuente: Cortesía de Kay Bergland

Como entrenador de tenis basado en la neurociencia, papá constantemente me decía: ” Chris, piensa en martillear y forjar memoria muscular implícita en las células de Purkinje de tu cerebelo con cada golpe. “Él creía que la clave para evitar lo que la leyenda del tenis Arthur Ashe denominaba” Parálisis por análisis “era hacer que el juego de tenis fuera más automatizado / cerebeloso y menos intelectual / cerebral. ( Cerebellar es la palabra hermana para cerebral y significa ‘relacionado o localizado en el cerebelo’).

“No sabemos exactamente lo que está haciendo el cerebelo”. Pero sea lo que sea que esté haciendo, está haciendo mucho de eso. -Richard Bergland, MD (neurocirujano y neurocientífico del siglo XX)

Gran parte de lo que sabemos sobre cómo funciona el cerebelo humano se basa en la observación de la estructura cerebelosa atípica o la disfunción causada por una lesión o enfermedad y la documentación posterior de los cambios en el aprendizaje y el comportamiento.

En base a su observación de pacientes con lesiones cerebelosas y otras pruebas sobre el cerebelo disponibles a fines del siglo XX, mi padre tuvo la corazonada de que el aprendizaje automatizado y la memoria implícita estaban vinculados a la estructura y función del cerebelo. Dicho esto, antes de los últimos advenimientos de la tecnología en el siglo XXI, era imposible probar sus hipótesis sobre el cerebelo en un laboratorio. Por lo tanto, dijo especulativamente: ” No sabemos exactamente qué está haciendo el cerebelo. Pero lo que sea que esté haciendo, está haciendo mucho de eso “.

Afortunadamente, antes de su muerte en 2007, pude colaborar con mi padre mientras escribía el manuscrito de mi primer libro, The Athlete’s Way: Sweat and the Biology of Bliss (St. Martin’s Press). Durante este período, hablamos todos los días. Y, elegí su cerebro para aprender todo lo que pude sobre cómo la mente, el cuerpo y el cerebro trabajan al unísono en base a su adquisición permanente de conocimiento explícito sobre la neurociencia.

En ese momento, mi padre no pudo publicar sus ideas visionarias sobre el cerebelo en revistas revisadas por pares. Entonces, después de que rompí un récord mundial de Guinness y obtuve un contrato con un libro, estaba decidido a usar mi plataforma como atleta y autor para publicar sus ideas radicales sobre el cerebelo. Debido a que mi redacción estaba orientada a un público mayoritario, pudimos evitar a los guardianes de la torre de Marfil de la academia y avanzar ideas innovadoras y pioneras que desafiaron el status quo.

Este diagrama ilustra las primeras encarnaciones del “Modelo del cerebro dividido de Bergland” y dilucida varios papeles hipotéticos que el cerebro y el cerebelo podrían desempeñar dentro de los sistemas cerebrales de la corteza cerebelosa-cerebral dinámica. (De la p. 81 de The Athlete’s Way: Sweat and the Biology of Bliss)

Fuente: Foto e ilustración de Christopher Bergland (Circa 2007)

Juntos, mi padre y yo creamos un modelo de cerebro dividido que llamamos “cerebro cerebro abajo”. Esta fue una respuesta directa y convincente al infame modelo de “cerebro izquierdo-cerebro derecho”. Parte de nuestra motivación para cambiar la conversación hacia la interacción ‘ascendente y descendente’ entre el cerebro y el cerebelo fue que mi padre se había enredado en la controversia que rodeaba al “cerebro izquierdo-derecho” cuando era jefe de neurocirugía en Harvard Medical. Hospital Beth Israel de la escuela. (Por ejemplo, se desempeñó como experto médico para un libro de gran éxito llamado Drawing in the Right Side of the Brain ).

Más tarde en la vida, el pensamiento de mi padre había evolucionado para creer que la relación entre ambos hemisferios del cerebro (latín para “cerebro”) y ambos hemisferios del cerebelo (latín para “pequeño cerebro”) debería incluirse en investigaciones y discusiones sobre el interacción entre los hemisferios izquierdo y derecho de la corteza cerebral.

Hay una advertencia importante: Obviamente, todo el cerebro funciona en conjunto como un todo y la estructura cerebral demasiado generalizada y la conectividad funcional basada en modelos de cerebro dividido pueden ser demasiado simplistas. Dicho esto, volvamos a los detalles esenciales del estudio de enero de 2018 mencionado anteriormente dirigido por Stefano Vicari del Departamento de Neurociencias y Neurorehabilitación de Ospedale Pediatrico Bambino Gesù en Roma, Italia.

Para este estudio, Vicari et al. se centró en individuos afectados por la distrofia muscular de Duchenne (DMD) sin discapacidad intelectual y los comparó con una cohorte de niños con desarrollo típico (TD) de la misma edad. Los investigadores utilizaron una versión modificada de la Tarea de tiempo de reacción en serie (SRTT) diseñada para medir las habilidades de aprendizaje de secuencia implícita.

Como explican los autores, “en este estudio, el SRTT se administró a un grupo de niños con DMD sin discapacidad intelectual y controles TD para investigar su aprendizaje implícito y, en consecuencia, su función de red cerebro-cerebelosa. Más específicamente, quisimos establecer si el SRTT puede detectar signos de dificultades de aprendizaje implícitas en un grupo de niños con DMD sin discapacidad intelectual, y si estos estaban relacionados con el sitio de la mutación. SRTT es capaz de analizar el aprendizaje de la secuencia implícita y demostrar el papel del cerebelo y sus circuitos como una estructura clave para esta función “.

Los investigadores administraron estas pruebas a 32 niños Duchenne y 37 controles de edad cronológica comparable. Cabe destacar que el grupo Duchenne mostró una tasa reducida de aprendizaje implícito, incluso en ausencia de discapacidad intelectual global.

Como escriben los autores: “Parece que hay un deterioro específico en el aprendizaje implícito y de procedimiento, como se observa en adultos con lesiones cerebelosas, que afecta a las regiones laterales del cerebelo. El papel del cerebelo en los déficits en el aprendizaje implícito y el aprendizaje procedimental también se ha observado en niños con enfermedad neurológica adquirida y dislexia o discapacidad intelectual del desarrollo. El cerebelo parece tener un papel importante en la detección y el reconocimiento de secuencias de eventos y en la adquisición y automatización de nuevos procedimientos cognitivos “.

Stefano Vicari y sus colaboradores resumen sus hallazgos: “En conclusión, nuestro estudio documentó un déficit en el aprendizaje implícito en una muestra de niños con DMD sin discapacidad intelectual. Sobre la base de nuestro conocimiento, este déficit puede interpretarse como la expresión de una disfunción del cerebelo y, más específicamente, de las regiones laterales del cerebelo y sus conexiones de red “.

Referencias

Stefano Vicari, Giorgia Piccini, Eugenio Mercuri, Roberta Battini, Daniela Chieffo, Sara Bulgheroni, Chiara Pecini, Simona Lucibello, Sara Lenzi, Federica Moriconi, Marika Pane, Adela D’Amico, Guja Astrea, Giovanni Baranello, Daria Riva, Giovanni Cioni, Paolo Alfieri. “Déficit implícito de aprendizaje en niños con distrofia muscular de Duchenne: ¿evidencia de un deterioro cognitivo cerebeloso?” PLoS ONE (Publicado: 16 de enero de 2018) DOI: 10.1371 / journal.pone.0191164

Ulrike Schara, Melanie Busse, Dagmar Timmann y Marcus Gerwig. “El aprendizaje asociativo dependiente de cerebelos se conserva en la distrofia muscular de Duchenne: un estudio que usa el acondicionamiento retardado de parpadeos”. PLoS ONE (Publicado: 14 de mayo de 2015) DOI: 10.1371 / journal.pone.0126528

Kristy M. Snyder, Yuki Ashitaka, Hiroyuki Shimada, Jana E. Ulrich, Gordon D. Logan. “Lo que los mecanógrafos expertos no saben sobre el teclado QWERTY”. Atención, percepción y psicofísica (2014) DOI: 10.3758 / s13414-013-0548-4