Superfluidez y la sinergia de tus cuatro hemisferios cerebrales

La conectividad del cerebro al cerebelo facilita la fluidez física y cognitiva.

Esta ilustración de principios del siglo XX muestra la interconectividad de los cuatro hemisferios cerebrales (ambos hemisferios cerebrales y ambos hemisferios cerebelosos) desde abajo. Cerebellar es la palabra hermana a cerebral y significa “relacionado con o localizado en el cerebelo”.

Fuente: Wikipedia / Dominio Público

La mayoría de las personas asumen que los humanos solo tienen dos hemisferios cerebrales, pero en realidad tenemos cuatro hemisferios cerebrales. Hay dos hemisferios “grandes” en el cerebro que albergan la corteza cerebral y se conocen comúnmente como “cerebro izquierdo, cerebro derecho”. Y hay dos hemisferios más pequeños al sur del cerebro medio llamado cerebelo (latín, “cerebro pequeño”) que albergan la corteza cerebelosa y células de Purkinje en forma de abanico.

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El “pequeño cerebro” es solo alrededor del 10% del volumen cerebral, pero alberga la mayoría de las neuronas totales del cerebro. Según la investigación de Suzana Herculano-Houzel (2010), en la mayoría de las especies de mamíferos, existe una proporción consistente de 3.6 neuronas cerebelosas a cada neurona en la corteza cerebral.

Este post está dividido en tres secciones: La primera sección comparte ejemplos anecdóticos de por qué el cerebelo y las células de Purkinje del cerebelo han sido parte de mi conciencia durante todo el tiempo que puedo recordar.

La segunda parte de este post comparte algunos mapas cerebrales hechos a mano que ilustran la relación entre ambos hemisferios del cerebro y el cerebelo basados ​​en un modelo de cerebro dividido que creé con mi padre para el manuscrito de The Athlete’s Way en 2005. Esta sección yuxtapone mi Los mapas cerebrales hechos a mano con “rotulador de resaltado y Sharpie” con mapas cerebelosos de vanguardia (Guell et al., 2018, Marek et al., 2018) del año pasado.

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La tercera sección de este post comparte ejemplos autobiográficos de cómo combino los mapas cerebrales cerebro-cerebelosos y mi concepto de “superfluidez” como una manera de inspirar a mi hija de 11 años a ” Desabrochar ” su corteza prefrontal y no pensar demasiado. Una clave para crear la superfluidez es evitar “sujetar” cualquier parte de su cuerpo o cerebro. Debido a mis mapas cerebrales simples, de color por números, mi hija puede visualizar fácilmente la conectividad funcional de sus cuatro hemisferios cerebrales cuando practica deportes, escribe un periódico escolar, hace arte, aprende un nuevo idioma, toca un instrumento musical, etc. .

(* En su legendaria publicación basada en conferencias, En Reservas Vitales: Las Energías de los Hombres. El Evangelio de la Relajación (1911), William James da a los lectores consejos eternos: “ Desenrede , en una palabra, su maquinaria intelectual y práctica, y déjelo corre gratis; el servicio que harás será el doble de bueno “.

Primera parte: “Piense en martillar y forjar la memoria muscular en sus células de Purkinje con cada golpe”.

Ayer, escribí una publicación que informaba sobre un nuevo estudio (Bijanki et al., 2019) en el que se encontró que la estimulación eléctrica de un conjunto de fragmentos de fibra de materia blanca que conectan la materia gris de varias regiones del cerebro en el cerebro ayudó a la neurocirugía agobiada por la ansiedad los pacientes que tuvieron que permanecer despiertos para un procedimiento de craneotomía se sienten felices, e incluso hicieron que los pacientes se rieran en voz alta.

Todo el tiempo que estuve escribiendo sobre este nuevo estudio ayer, deseé poder llamar a mi difunto padre, Richard Bergland (1932-2007) por teléfono y preguntar: “Papá, ¿qué pasa con este nuevo descubrimiento? ¿Por qué crees que al sondear el llamado “lugar feliz” en el cerebro hace que los pacientes estallen en carcajadas?

Richard Bergland eligió una vista sagital de todo el cerebro para resaltar la brecha saliente entre el cerebro y el cerebelo.

Fuente: Viking Adult / Fair Use

Mi padre era un destacado neurocirujano y neurocientífico del siglo XX que fue brillante en comunicar la superposición entre las pruebas empíricas que obtuvo al estudiar modelos animales en un laboratorio con observaciones anecdóticas al conocer a sus pacientes antes, durante y después de la cirugía cerebral. En 1986, publicó The Fabric of Mind (Vikingo adulto).

Cuando era niño, iba al hospital con mi padre casi todos los domingos y esperaba en su oficina mientras hacía las rondas. Después, jugábamos al tenis o al squash. Este fue nuestro ritual semanal durante gran parte de mi juventud, y el único tiempo de calidad de padre-hijo que pasamos juntos en ese entonces.

Casualmente, porque nací en 1966 y mi padre se cruzaba regularmente con David Marr, quien fue un pionero del cerebelo y escribió el hito del documento, “Una teoría de la corteza cerebelosa” (Marr, 1969), que postulaba que las células cerebrales de Purkinje eran la clave para aprendiendo habilidades motoras: mi padre incorporó este conocimiento cada vez que entrenaba mi juego de tenis durante los años 70

En 1971, cuando estaba aprendiendo a manejar una raqueta de tenis, el modelo de aprendizaje motor Marr-Albus se convirtió en la base del enfoque de mi padre para enseñarme cómo dominar mis golpes de tenis y servir como un profesional.

Como entrenador, mi padre siempre trajo sus antecedentes de neurociencia a la corte y me decía cosas como: “Chris, piensa en martillar y forjar la memoria muscular de tus células de Purkinje con cada golpe”.

En 2009, Piergiorgio Strata escribió una retrospectiva, “La teoría de David Marr sobre el aprendizaje del cerebelo: 40 años después”, que me dejó claro por qué mi padre estaba tan interesado en poner el cerebelo y las células de Purkinje en el centro de atención cuando me enteré por primera vez. Memoria muscular como un joven tenista.

Una razón por la que el cerebelo intrigó a mi padre fue porque, a lo largo de la historia, la mayoría de los expertos pensaron que el cerebelo solo estaba involucrado en las funciones motoras, pero mi padre tenía el presentimiento de que el cerebelo también podría estar involucrado en las funciones no motoras.

Desafortunadamente, esta ‘suposición educada’ no estaba respaldada por ninguna evidencia empírica en ese momento. Por lo tanto, mi padre reflexionaba regularmente: “ No sabemos exactamente qué está haciendo el cerebelo. Pero lo que sea que esté haciendo, está haciendo mucho de eso “.

En la portada de “The Athlete’s Way”, Christopher Bergland corre 135 millas sin parar por el Valle de la Muerte en el Ultramarathon de Badwater.

Fuente: St. Martin’s Press / Fair Use

Después de retirarme de las competencias atléticas profesionales, decidí escribir un libro sobre neurociencia y deportes, The Athlete’s Way: Sweat and the Biology of Bliss (2007), con mi padre como experto médico. Por supuesto, el cerebelo humano ocuparía un lugar central en todo el manuscrito debido a su papel innegable en la memoria muscular y el papel fundamental en los movimientos coordinados de ajuste fino. También quería utilizar mi plataforma como escritor científico para publicar algunas de las ideas más radicales de mi padre sobre el cerebelo.

Lamentablemente, al final de su carrera profesional, mi padre había quemado muchos puentes con sus colegas de la Ivy League. Revelación completa: mi padre era un rageahólico que a menudo carecía de regulación emocional. Por lo general, si mi padre no estaba de acuerdo con alguien y las cosas se calentaban, perdería la calma y no tenía mucha delicadeza cuando se trataba de la política del lugar de trabajo. Para cuando se retiró a fines de la década de 1990, la mayoría de las personas en el establecimiento médico habían dicho “buen viaje” porque era un “hereje” tan irreverente que estaba empeñado en desafiar el status quo de las torres de marfil de la academia.

Cuando se retiró de la neurocirugía, mi padre había sido incluido básicamente en la lista negra por la mayoría de sus colegas y no tenía ninguna posibilidad de publicar sus ideas sobre el cerebro en revistas revisadas por pares. Fue desgarrador verlo caer en un estado de desesperanza y desesperación en la jubilación anticipada.

Christopher Bergland confió en crear un estado de “superfluidez” para romper un récord mundial Guinness.

Fuente: Foto de Christopher Bergland.

Entonces, después de que rompí un récord Guinness World como un ultra-corredor y tuve el prestigio de conseguir un acuerdo de libro sobre el rendimiento máximo, una gran parte de mi misión como escritor basado en la ciencia era ser un mensajero furtivo de ideas visionarias sobre el cerebelo a una amplia audiencia general.

Dicho esto, mi determinación y ambición de obtener un contrato de libros con una de las editoriales de Big Five y escribir un libro sobre neurociencia y deportes también fue para demostrarle a mi padre que no era solo un tonto. Desde la escuela primaria, tengo un chip en mi hombro que mi hermana mayor tenía todos los “libros inteligentes” y que obtuve el premio de ser una estudiante terrible pero tener un “genio cerebeloso”. Siempre he arraigado al cerebelo como un infravalorado. Si el cerebelo tuviera una voz, me imagino que diría de una manera inspirada en Rodney Dangerfield: “¡No me respetan!” Por lo que puedo recordar, he querido darle al cerebelo el reconocimiento que merece.

Segunda parte: Cerebro hacia arriba Cerebro hacia abajo: una hipótesis en constante cambio

A lo largo de la mayor parte de 2005 y 2006, hablé y envié correos electrónicos con mi padre constantemente. Durante largas conversaciones, elegí su cerebro para obtener información detallada basada en neurociencia todos los días mientras escribía el manuscrito de The Athlete’s Way . Juntos creamos un nuevo modelo de cerebro dividido que llamamos “cerebro con cerebro hacia abajo”. Nuestro objetivo era cambiar el enfoque del “cerebro izquierdo, cerebro derecho” poniendo el “pequeño cerebro” en el centro de atención. A continuación se muestra un diagrama de este modelo de cerebro dividido padre-hijo.

Este mapa cerebral ilustra las encarnaciones más tempranas del “Modelo de cerebro dividido de Bergland” y describe varias funciones hipotéticas que cada región cerebral podría desempeñar dentro de un sistema de corteza cerebeloso-cerebro interconectado. (De la página 81 de “El camino del atleta: el sudor y la biología de la felicidad”).

Fuente: Foto y diseño por Christopher Bergland (Circa 2007)

Trágicamente, en 2007, mi padre murió repentinamente de un ataque al corazón poco después de la publicación de lo que ambos esperábamos sería un libro que cambiaría el juego. El único aspecto positivo de su prematura muerte fue que mi padre falleció pensando que nuestro libro iba a ser un éxito de ventas. Desafortunadamente, el libro nunca ganó tracción con una audiencia general y fue un fracaso.

En el funeral de mi padre, hice una promesa de que haría lo mejor que pudiera como escritor científico para informar sobre las últimas investigaciones sobre el cerebelo en tiempo real y mantener una línea de tiempo de los avances del siglo XXI en la investigación del cerebelo para honrar a mi padre. legado. También me comprometí a seguir promoviendo ideas teóricas sobre el cerebelo y mi concepto de “superfluidez” basado en la experiencia de la vida y en la evidencia anecdótica (como lo hago en este post).

Como escritor científico, caminar por la cuerda floja entre los informes directos y la “narración de historias” puede ser difícil de navegar. La mayoría de las veces, cuando informo sobre ciencia, evito usar pronombres en primera persona y mantengo deliberadamente la escritura basada estrictamente en la evidencia.

Ilustración que muestra cómo se insertó un electrodo en el haz del cíngulo.

Fuente: De Bijanki et al., Journal of Clinical Investigation (2019); Cortesía de la Sociedad Americana de Investigación Clínica

Por ejemplo, ayer, cuando escribí una publicación, “¿Los neurocientíficos han encontrado un ‘lugar feliz’ en el cerebro?”, No hay a propósito ningún pronombre en primera persona en el texto. Por el contrario, cuando estaba construyendo el formato y el diseño de esta publicación en la cinta mientras corría en el gimnasio esta mañana, podía ver un diagrama de flujo de múltiples estudios de investigación, imágenes visuales y ejemplos anecdóticos en mi mente que quería reunir. bajo el paraguas de “Superfluidez y la sinergia de los cuatro hemisferios de su cerebro”.

La razón por la que decidí redactar este post de hoy es porque ayer, mientras estudiaba la ilustración sagital de Bijanki et al. (arriba) de un electrodo que sondea el haz de cínculos de un paciente de neurocirugía que recibió una craneotomía, seguí visualizando a mi padre en el quirófano realizando procedimientos cerebrales “despiertos”.

También tuve visualizaciones del mapa del cerebro (a continuación) que dibujé en 2009, que enfatiza la importancia de “cerrar las brechas entre los cuatro hemisferios cerebrales” a través de los tractos de fibra de materia blanca. En mi opinión, parecía una coincidencia graciosa que el punto donde la superposición de los bucles de retroalimentación bidireccional de flechas verdes y amarillas se entrecruzan en el cerebro (“cerebro”) se encuentra en la misma vecindad que la parte del haz de cíngulo. que Bijanki et al. (2019) apuntados con su sonda de baja amplitud.

Este mapa topográfico del cerebro del circuito “cerebro-cerebeloso” ilustra la importancia de optimizar la conectividad funcional contralateral entre ambos hemisferios cerebrales y ambos hemisferios cerebelosos.

Fuente: Foto e ilustración de Christopher Bergland (Circa 2009)

El mapa cerebral rudimentario de arriba ofrece una vista de pájaro de los cuatro hemisferios cerebrales “aplastados” en un plano para que el espectador pueda visualizar cómo los fragmentos de fibra de materia blanca conectan la materia gris de las regiones cerebrales. Cada “orbe en forma de huevo” recubierto de materia gris representa uno de los cuatro hemisferios cerebrales. Como una muñeca rusa, podrías hacer una inmersión más profunda dentro de cada uno de estos hemisferios para explorar los distintos lóbulos dentro de cada hemisferio cerebral y las microzonas dentro de cada hemisferio cerebeloso. Desde allí, podrías hacer otra exploración más profunda y mapear circuitos neuronales.

El 25 de enero, Chloe Williams escribió un informe de noticias de Spectrum , “New Brain Maps Hint at Cerebellum’s Role in Cognition, Language”, que hace un excelente trabajo para resumir por qué el avance reciente en el mapeo cerebral cerebeloso es tan emocionante. Williams escribe:

“Se sabe desde hace mucho tiempo que el cerebelo es responsable de coordinar los movimientos. Pero los científicos están descubriendo que también puede coordinar el lenguaje, la cognición y los comportamientos sociales. Sin embargo, la estructura y función de la región es poco conocida, al igual que el grado en que varía entre las personas. Un nuevo análisis (Marek et al., 2018) de las exploraciones cerebrales destaca las variaciones en el cerebelo a nivel de las redes de neuronas. También muestra cómo la región del cerebro puede cooperar con otras regiones para gobernar el pensamiento complejo.

Las imágenes resultantes muestran hasta qué punto la actividad en partes del cerebelo se rastrea con la de otras regiones del cerebro en cada persona. Sobre la base de estas correlaciones, los investigadores asignaron regiones del cerebelo a varias redes neuronales, incluida la red de atención dorsal, la red de modo predeterminado (soñar despierto) y las que controlan las manos, la cara y los pies. El equipo también analizó las exploraciones para determinar el momento relativo de la actividad cerebral. Descubrieron que las señales en las redes cerebelosas están por detrás de las de la corteza cerebral en 125 a 380 milisegundos. Este hallazgo sugiere que el cerebelo procesa señales que se originan en la corteza cerebral, como las que participan en el aprendizaje. “El mapeo de precisión ‘podría usarse para comprender cómo las diferencias individuales en la organización cerebelosa contribuyen a las diferencias en el comportamiento”.

Informé sobre este estudio por Scott Marek et al. (2018) y los exquisitos mapas cerebrales (a continuación) creados por Xavier Guell et al. (2018) en múltiples publicaciones el año pasado. (Consulte “El mapeo del cerebro humano replantea las funciones del cerebro completo,” Los estudios del cerebelo desafían las nociones antiguas de cómo pensamos “,” 3 razones por las que el “cerebro pequeño” podría convertirse en la próxima gran cosa “.)

Gradientes de cerebelo y relación con mapas de actividad de tareas discretas (de Guell et al., 2018a) y mapas de estado de reposo (de Buckner et al., 2011)

Fuente: Xavier Guell et al./eLife 2018 (Creative Commons)

Parte tres: ¿Qué es la superfluidez y cómo se relaciona con la visualización de los mapas cerebrales cerebrales y cerebrales?

Para la sección final de este post, voy a cambiar de marcha completamente y compartiré algunos ejemplos autobiográficos de cómo explico mi concepto de “superfluidez” y “uniendo las brechas entre los cuatro hemisferios cerebrales” a mi hija de 11 años. sobre una base regular. Con suerte, estos ejemplos del mundo real de cómo se juntan los conceptos de “flujo” y neurociencia harán que esta información se pueda relacionar con personas de todas las edades y estilos de vida. (Para ver algunos ejemplos audiovisuales de superfluidez, consulte “Siete exhibiciones impresionantes de superfluidez en acción”).

Al principio de mi carrera como atleta de ultra-resistencia, leí el best seller de Mihaly Csikszentmihalyi, Flow: The Psychology of Optimal Experience (1990). Este libro fue una bendición para mí como triatleta novato.

Dicho esto, después de pasar innumerables horas en la “zona” y de crear flujo todos los días de la semana, me quedó claro que hubo episodios estallidos de “éxtasis trascendente” que ocurrieron dentro del canal de flujo. Estas explosiones orgásmicas de conexión con algo mucho más grande que yo en el universo me recordaron las experiencias que tuve con la psilocibina que “abrieron mis puertas de percepción” durante la adolescencia.

Una gran parte de mi impulso fanático de convertirme en un atleta de resistencia extrema estaba arraigado en la búsqueda de tener estos momentos de disolución del ego de sensación de cero fricción, viscosidad o entropía entre mis pensamientos, acciones y emociones combinados con un sentimiento de ” unidad a todo lo que me rodeaba mientras corría, andaba en bicicleta o nadaba. Cuanto más tiempo pasé en la “zona” creando un estado de flujo, mayor era la probabilidad de que tuviera momentos de superfluidez. El capítulo final de The Athlete’s Way se titula “Superfluidez: persigue tu dicha”.

Cuando me retiré de las competiciones deportivas profesionales y me dediqué a convertirme en un llamado “escritor”, me di cuenta de que los mismos momentos de superfluidez que me pasaban mientras entrenaba o competía en un triatlón también ocurrían en mi máquina de escribir. Una vez en la luna azul, cuando estaba tecleando, sentía como si hubiera una explosión de sinergia entre los cuatro hemisferios cerebrales que me permitía transmitir pensamientos originales, evidencia empírica, imágenes visuales y nuevas ideas de una manera que se sentía ” superfluido “. Al igual que el” flujo “puede ocurrir cada vez que marca el punto dulce entre su nivel de habilidad y el desafío, los momentos episódicos de superfluidez pueden ocurrir en cualquier momento que esté en la zona.

A través de la lente de un continuo desde trastornos neurológicos clínicos hasta rendimiento máximo: la superfluidez del pensamiento, la emoción y el movimiento coordinado se encuentran en el extremo opuesto del espectro del síndrome afectivo cognitivo cerebelar debilitante (Schmahmann y Sherman, 1998), ataxia grave y dismetría del pensamiento (Schmahmann, 1998).

Como madre, uno de mis objetivos principales es estructurar las actividades semanales para mi hija que facilitan tanto el flujo como la superfluidez en múltiples ámbitos, al mismo tiempo que la animo a aumentar el volumen de materia gris en cada hemisferio cerebral y optimizar la conectividad funcional entre sus cuatro hijos. hemisferios Tengo el presentimiento de que estos cambios cerebrales se producen a través de la neuroplasticidad y la neurogénesis al exponer a mi hija a una combinación igual de actividades cerebrales, cerebelosas y cerebro-cerebelosas semanalmente junto con la actividad física diaria de moderada a vigorosa (MVPA).

Soy consciente de que, para muchos espectadores, la lista semanal de actividades “extracurriculares” de mi hija, que incluye aprender a hablar francés y sueco con fluidez, tenis, natación, ballet, equitación, clases de guitarra, club de teatro y clases de alfarería, ha terminado. -la parte superior y me gusta demasiado. Si mi hija estaba experimentando algún tipo de agotamiento, inmediatamente reduciría sus actividades semanales. Pero ella realmente ama hacer todas estas actividades.

Es importante destacar que mi hija de 11 años no siente ninguna presión de mi parte por ser una persona con un rendimiento excesivo o que su “dignidad de amor y pertenencia” tiene algo que ver con ser una estrella de rock en el campo de juego o tener una A en la escuela. . (Ver “Florecer en la vida no requiere obtener una A recta”)

Debido a que mi padre me presionó tanto a mí como a mis hermanas para ser atletas universitarias y obtener calificaciones perfectas, le explico a mi hija que no comparto el mismo sistema de valores que su difunto abuelo. Dicho esto, también sabe que optimizar la conectividad funcional entre los cuatro hemisferios cerebrales y “desenroscar” su corteza prefrontal es la mejor manera de dejar que sus creativos jugos se vuelvan locos, entren en la zona de flujo y alcancen estados periódicos de superfluidez.

Con suerte, aprender más sobre estos conceptos inspirará a los lectores de todas las edades a estructurar rutinas diarias que optimicen el volumen de materia gris y la interconexión de sus cuatro hemisferios cerebrales, junto con la búsqueda diaria de experimentar momentos de “absolutamente cero fricción, viscosidad o entropía entre sus Pensamientos, acciones y emociones.

Referencias

David Marr. “Una Teoría de la Corteza Cerebelosa”. The Journal of Physiology (Primera publicación: 1 de junio de 1969) DOI: 10.1113 / jphysiol.1969.sp008820

James S. Albus “Una teoría de la función cerebelosa”. Matemáticas biociencias (Publicado por primera vez: febrero de 1971) DOI: 10.1016 / 0025-5564 (71) 90051-4

Jeremy D. Schmahmann y Deepak N .. Pandya. “El Sistema Cerebocerebeloso “, Revista Internacional de Neurobiología (1997) DOI: 10.1016 / S0074-7742 (08) 60346-3

Jeremy D. Schmahmann y Janet C. Sherman. “El síndrome afectivo cognitivo del cerebelo”. Cerebro: un diario de neurología (Publicado por primera vez en abril de 1998) DOI: 10.1093 / cerebro / 121.4.561

Jeremy D. Schmahmann. “Dismetría del pensamiento: consecuencias clínicas de la disfunción del cerebro en la cognición y el afecto”. Tendencias en neurociencia cognitiva (Primera publicación: 1 de septiembre de 1998) DOI: 10.1016 / S1364-6613 (98) 01218-2

Suzana Herculano-Houzel. “Escalamiento coordinado de números de neuronas corticales y cerebelosas”. Frontiers in Neuroanatomy (2010) DOI: 10.3389 / fnana.2010.00012

Xavier Guell, Jeremy D. Schmahmann, John DE Gabrieli, Satrajit S. Ghosh. “Gradientes funcionales del cerebelo”. ELife (Publicado por primera vez el 14 de agosto de 2018) DOI: 10.7554 / eLife.36652

Scott Marek et al. “Organización espacial y temporal del cerebro humano individual”. Neuron (Publicado por primera vez el 25 de octubre de 2018) DOI: 10.1016 / j.neuron.2018.10.010

Kelly R. Bijanki, Joseph R. Manns, Cory S. Inman, Ki Sueng Choi, Sahar Harati, Nigel P. Pedersen, Daniel L. Drane, Allison C. Waters, Rebecca E. Fasano, Helen S. Mayberg, Jon T. Willie “La estimulación del cíngulo mejora el efecto positivo y la ansiolisis para facilitar la craneotomía en vigilia”. Journal of Clinical Investigation (Publicación preliminar de prensa publicada: 27 de diciembre de 2019 / Publicación electrónica (versión 2) Publicada: 11 de febrero de 2019) DOI: 10.1172 / JCI120110