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Los puntos clave
- La corteza cerebral es una fina capa de materia gris que cubre el cerebro.
- El cerebelo está escondido debajo del cerebro y es el asiento de la "memoria muscular". También coordina los movimientos fluidos.
- Los circuitos cerebro-cerebelosos forman un bucle de comunicación bidireccional entre el cerebro y el cerebelo.
- La conectividad cerebro-cerebelosa robusta puede coordinar la cognición fluida de la misma manera que coordina el movimiento fluido.
Hasta hace poco, el cerebelo humano se veía principalmente como una región cerebral cuyo único trabajo era coordinar los movimientos motores; la mayoría de los neurocientíficos no creían que el cerebelo facilitara las funciones cognitivas no motoras. Pero alrededor de 1998, en los albores del siglo XXI, esta visión del cerebelo de solo función motora comenzó a cambiar. Hoy en día, la mayoría de los neurocientíficos están de acuerdo en que nuestro llamado "cerebro pequeño" juega un papel importante en la cognición.
En este post, voy a filtrar dos documentos de enero de 2022 que ponen la conectividad funcional cerebro-cerebelosa en el centro de atención a través de la lente de un "cerebro superior-cerebro inferior" un modelo que mi padre neurocientífico y yo creamos a principios de la década de 2000.
El primer documento (en inglés McAfee, Liu, Sillitoe y Heck, 2022) presenta una nueva teoría de cómo el cerebelo coordina la comunicación neuronal en la corteza cerebral. El segundo documento (Li et al., 2022) examina cómo la conectividad cerebro-cerebelosa entre las microzonas del cerebelo y regiones específicas del cerebro afecta la fluidez verbal durante las tareas del lenguaje.
Los circuitos cerebro-cerebelar coordinan el movimiento fluido
En la década de 1970, como jugador de tenis novato, Arthur Ashe y Björn Borg fueron mis modelos a seguir.
Borg era conocido por su temperamento frío (casi "helado") sueco y su gracia bajo presión. Ashe fue un pionero que dijo: "Hay una cosa en los deportes llamada, 'parálisis por análisis". Mi padre neurocirujano, que escribió The Fabric of Mind, interpretó sus estilos de juego a través de la ciencia del cerebro.
Cuando me entrenaba para jugar como Borg, papá se centraba en controlar el nervio vago al tomar una inhalación diafragmática profunda seguida de una exhalación larga y lenta antes de cada servicio. Esta técnica de respiración activaba mi sistema nervioso parasimpático y calmaba el estrés de luchar o huir. Cuando me entrenaba para jugar como Ashe, papá se centraba en no "pensar demasiado" al liberar mi corteza cerebral y confiar en la memoria del músculo cerebeloso.
A mediados de la década de 2000, escribí The Athlete's Way y mi padre fue el asesor médico del libro. Desde la perspectiva de la neurociencia, nuestro objetivo era ofrecer a los lectores un nuevo modelo de cerebro dividido que les ayudara a optimizar los estados de flujo, experimentar la superfluidez y lograr el máximo rendimiento.
Debido a que se sabe que el cerebelo desempeña un papel central en la coordinación de los movimientos musculares, planteamos la hipótesis de que los atletas podrían mejorar la fluidez de su coordinación motora enfatizando la importancia del procesamiento ascendente.
Por otro lado, demasiado procesamiento cerebral de arriba hacia abajo interrumpiría el flujo y era probable que causara que un atleta que pensara demasiado se atragantara debido a la "parálisis por análisis".
En particular, el cerebro ("cerebro grande") tiene dos hemisferios cerebrales, y el cerebelo ("cerebro pequeño") tiene dos hemisferios cerebelosos. Al coordinar los movimientos fluidos, los hemisferios cerebeloso derecho y cerebral izquierdo trabajan juntos para coordinar las habilidades motoras en el lado derecho del cuerpo y viceversa.
La conectividad funcional entrecruzada del "cerebro superior-cerebro inferior" es clave para crear superfluidez en los deportes. Curiosamente, el pensamiento del cerebro izquierdo también se beneficia de una conectividad robusta con el hemisferio cerebeloso derecho, y el pensamiento del cerebro completo se beneficia de los cuatro hemisferios cerebrales que trabajan en sincronía.
Por ejemplo, en las personas diestras que tienden a tener la mayoría de sus funciones del lenguaje asentadas en el hemisferio cerebral izquierdo, las microzonas en el hemisferio cerebeloso derecho coordinan las tareas del lenguaje (Li et al., 2022). Durante las tareas del lenguaje que involucran el hemisferio cerebral izquierdo, las regiones del hemisferio cerebeloso derecho (por ejemplo, el lóbulo VI, Crus I y Crus II) se activan como parte de un asa cerebro-cerebelosa.
Los circuitos cerebro-cerebeloso pueden coordinar procesos cognitivos superfluidos
Como atleta, mi interés en optimizar la conectividad funcional de los cuatro hemisferios cerebrales estaba directamente relacionado con mejorar mi rendimiento deportivo al facilitar un flujo sin fricción perfectamente coordinado (p. ej., la superfluidez).
Como escritor, me di cuenta de que cada vez que experimentaba un estado de flujo mientras mecanografiaba más de 100 palabras por minuto usando la memoria del músculo cerebeloso que había sentado en una clase de mecanografía en el bachillerato, mi pensamiento también se sentía superfluido.
Anecdóticamente, como corredor de ultramaratón retirado que todavía ama trotar, he observado que mi pensamiento creativo y mi proceso de escritura se benefician del cardio. Las ideas frescas parecen brotar de mi subconsciente cuando estoy corriendo, y es mucho más fácil conectar los puntos entre ideas aparentemente no relacionadas mientras realizo actividad física de moderada a vigorosa.
Un día, en 2009, mientras caminaba a casa desde el gimnasio, me encontré con una vieja amiga llamada María, que es poeta, y también acababa de terminar un entrenamiento. Empezamos a discutir cómo los entrenamientos cardiovasculares parecían mejorar nuestra capacidad para elaborar el lenguaje. Me contó: "La poesía sale de mí cada vez que estoy en la elíptica", mientras mueve sus brazos y piernas en un movimiento bípedo.
En un instante, mientras María imitaba los movimientos de ida y vuelta de estar en una elíptica, visualicé un bucle de retroalimentación bidireccional entre los cuatro hemisferios cerebrales creando un bucle cerebro-cerebelo que se parece a una figura de 8. E imaginé cómo este circuito podría facilitar la fluidez verbal. Corrí a casa y dibujé un mapa cerebral rudimentario de "Super Ocho" (abajo).
Sin hacer referencia explícita a la neurociencia, Joyce Carol Oates ha descrito vívidamente cómo alguna prosa captura la "fluidez del movimiento" y cómo, a lo largo de su carrera como escritora, los trotes diarios la han ayudado a "mantener una voz consistente y fluida" al escribir una novela.
En un artículo de 1999 para el El New York Times en la sección de artes, "To Invigorate Literary Minds, Start Moving Literary Feet", Oates aclara cómo correr expande su conciencia y le permite "imaginar lo que estoy escribiendo como una película o un sueño". Ella continúa diciendo:
"Al correr, la mente vuela con el cuerpo; la misteriosa eflorescencia del lenguaje parece palpitar en el cerebro, al ritmo de nuestros pies y el balanceo de nuestros brazos. Los problemas estructurales que me planteé por escrito, en una larga, complicada, frustrante y a veces desesperada mañana de trabajo, por ejemplo, generalmente puedo relajarme corriendo por la tarde".
La disfunción del cerebelo puede ocasionar un pensamiento descoordinado
La hipótesis de Jeremy Schmahmann en Dysmetria of Thought postula que un cerebelo que funciona bien puede coordinar los pensamientos de la misma manera que coordina los movimientos.
Por el contrario, un cerebelo disfuncional puede causar movimientos descoordinados o, en algunos casos, pensamientos desconcertados. Schmahmann es neurólogo y especialista en ataxia cerebelosa en la Escuela de Medicina en Harvard. Hospital General. Ataxía significa "falta de coordinación" en griego.
A finales del siglo XX, Schmahmann notó que algunos pacientes con daños en microzonas específicas del cerebelo no mostraban ataxias físicas, pero parecían tener problemas para coordinar sus pensamientos.
En 1998, Schmahmann acuñó el término "dismetría del pensamiento". El mismo año, publicó un artículo histórico que describe el síndrome afectivo cognitivo cerebeloso. En ese momento, era una noción radical especular que el cerebelo estaba involucrado en funciones no motoras, como la cognición.
Llegamos al 2022. Ahora tenemos cada vez más evidencia de que el cerebelo juega un papel importante en la coordinación de los procesos cognitivos.
En su artículo de acceso abierto de enero de 2022, "Cerebellar Coordination of Neuronal Communication in Cerebral Cortex,", el primer autor Samuel McAfee et al. explica cómo el cerebelo coordina y optimiza la comunicación cortical cerebral durante los procesos cognitivos de la misma manera que optimiza la coordinación motora. Su Ilustración de la figura 1 (arriba) muestra estas funciones cerebro-cerebelosas en acción.
En el futuro, necesitamos más investigación para comprender mejor cómo la conectividad cerebro-cerebelo coordina el pensamiento fluido.
A version of this article originally appeared in English.
