Acesta este modul în care creierul tău prezice evenimente viitoare
Creierul învață cum să anticipeze aparițiile viitoare din tipare. Acest proces se numește „calendar anticipativ” și ne permite să interacționăm cu succes cu lumea din jurul nostru. Cum functioneazã?
Momentul anticipativ este, în parte, ceea ce ne permite să luăm cele mai potrivite decizii într-o lume foarte dinamică.
Dar pe ce se bazează acest proces?
Un nou studiu realizat de cercetători de la Universitatea din California, Berkeley, explică faptul că, anticipând o apariție, creierul uman se bazează pe două sisteme distincte.
„Fie că este vorba de sport, muzică, vorbire sau chiar alocarea atenției, studiul nostru sugerează că sincronizarea nu este un proces unificat, ci că există două moduri distincte în care facem predicții temporale și acestea depind de diferite părți ale creierului”, spune liderul autorul studiului Assaf Breska, cercetător postdoctoral în neuroștiințe.
„Împreună”, afirmă autorul principal al studiului, prof. Richard Ivry, „aceste sisteme cerebrale ne permit să nu existe doar în acest moment, ci și să anticipăm activ viitorul”.
Cercetătorii au descoperit că un sistem ne permite să anticipăm aparițiile viitoare pe baza experiențelor noastre din trecut, în timp ce un alt sistem se bazează pe identificarea tiparelor ritmice.
Cu toate acestea, cum funcționează aceste două sisteme? Se „lovesc” în momente diferite, în funcție de contextul la care trebuie să răspundem?
Răspunsul la această întrebare, cred autorii studiului, ar putea, de asemenea, să ne ajute să înțelegem mai bine cum funcționează creierul în diferite condiții neurodegenerative.
La rândul său, acest lucru ar permite specialiștilor să vină cu strategii mai bune de îngrijire a persoanelor care trăiesc cu o astfel de afecțiune.
Regiunile creierului însărcinate cu „sincronizarea”
În studiul recent - ale cărui descoperiri apar acum în jurnal PNAS - oamenii de știință au lucrat cu persoane cu boala Parkinson sau degenerescență cerebeloasă.
Ambele afecțiuni sunt caracterizate de probleme de coordonare și echilibru, deși par să afecteze diferite regiuni ale creierului.
În timp ce Parkinson afectează căile neuronale din ganglionii bazali, care este o regiune încastrată adânc în interiorul cortexului cerebral, în degenerescența cerebelului, celulele nervoase din cerebel mor în mod progresiv.
Cercetătorii au comparat modurile în care oamenii cu fiecare afecțiune au folosit indicii temporali pentru a răspunde la diferite teste.
Toți participanții la studiu au răspuns la două secvențe diferite de pătrate colorate care sclipeau pe ecranul computerului. În primul exercițiu, pătratele colorate s-au succedat într-un ritm constant și ritmic.
În al doilea exercițiu, pătratele colorate s-au succedat într-un model diferit, care nu a urmat același ritm constant.
În timpul acestor teste, cercetătorii au observat că participanții cu boala Parkinson au avut tendința de a obține performanțe mai bune la exercițiul complex de tipare, în timp ce cei cu degenerescență cerebeloasă au răspuns mai bine la testul succesiunii ritmice.
„Arătăm că pacienții cu degenerescență cerebeloasă sunt afectați de indicii temporali nonritmici, în timp ce pacienții cu degenerescență ganglionară bazală asociată cu boala Parkinson sunt afectați de indicii ritmice”, spune prof. Ivry.
Aceste descoperiri au permis echipei să identifice care arii cerebrale au fost legate de care sistem de sincronizare anticipativă. Autorii au concluzionat că sincronizarea ritmică corespunde ganglionilor bazali, în timp ce sincronizarea intervalului - bazată pe amintirile experienței anterioare - corespunde cerebelului.
Implicații clinice
Important, adaugă cercetătorii, acest lucru provoacă teoriile anterioare care sugerează că sincronizarea anticipată este rezultatul unui sistem monolitic.
„Rezultatele noastre sugerează cel puțin două moduri diferite în care creierul a evoluat pentru a anticipa viitorul”, explică Breska.
„Un sistem bazat pe ritm este sensibil la evenimentele periodice din lume, cum este inerent vorbirii și muzicii. Și un sistem de intervale oferă o abilitate anticipativă mai generală, sensibilă la regularitățile temporale chiar și în absența unui semnal ritmic. ”
Assaf Breska
De asemenea, adaugă autorii, studiul sugerează că, dacă unul dintre aceste două sisteme încetează să funcționeze corect, creierul ar putea să se bazeze pe celălalt pentru sincronizarea anticipată. Acest lucru poate avea implicații importante pentru modul în care specialiștii gestionează îngrijirea persoanelor cu boală Parkinson sau degenerescență cerebeloasă.
„Studiul nostru identifică nu numai contextele anticipative în care acești pacienți neurologici sunt afectați, ci și contextele în care nu au dificultăți, sugerând că am putea modifica mediile lor pentru a le facilita interacțiunea cu lumea în fața simptomelor lor. ”, Notează Breska.
Cercetătorii cred că unele modalități de a ajuta oamenii să facă față uneia dintre cele două sisteme de „sincronizare” din creier ar putea include aplicații și jocuri pe computer concepute pentru a antrena creierul, precum și tehnici de stimulare profundă a creierului.
