L'activité cérébrale synchronisée et la superfluidité sont symbiotiques

Image de l'activité cérébrale synchronisée dans un cerveau de rongeur du laboratoire SISSA en Italie

Source: Courtoisie de SISSA

Le cerveau est divisé en plusieurs régions, réseaux de neurones et circuits fonctionnels qui doivent communiquer entre eux pour créer une harmonie de travail dans tout le cerveau. Mais comment ces circuits neuronaux se coordonnent-ils les uns avec les autres pour pouvoir travailler en équipe unifiée? Une étude publiée aujourd'hui par le SISSA Tactile Perception and Learning Lab rapporte que le secret de l'harmonisation de l'activité cérébrale réside dans la synchronisation des rythmes d'oscillation de l'activité électrique.

Selon les chercheurs, il semble que diverses régions du cerveau coordonnent leurs rythmes cérébraux pour parfois «danser» au rythme de leur propre tambour – mais quand cela est nécessaire, ils travaillent ensemble en dansant à l'unisson avec une chorégraphie bien programmée. Inversement, des études antérieures sur les troubles du spectre autistique (TSA) ont identifié qu'un manque de synchronisation du cerveau est une caractéristique des fonctions cérébrales mésadaptées ou atypiques.

Dans un communiqué de presse, les chercheurs du SISSA ont déclaré: "lorsqu'un rat est engagé dans une tâche de reconnaissance sensorielle et doit faire un choix spatial basé sur les connaissances antérieures, les régions sensorielles, motrices et mémorielles du cerveau de l'animal (mais des mécanismes similaires aussi susceptibles d'exister dans le cerveau humain), rendent les rythmes de l'activité électrique cohérents les uns avec les autres. "

L'étude de février 2016, intitulée «La cohérence entre le système sensorimoteur du rat et l'hippocampe est améliorée au cours de la discrimination tactile», a été publiée dans la revue PLOS Biology. Les co-premiers auteurs de l'étude sont Natalia Grion et Athena Akrami, chercheuses à l'École internationale d'études avancées (SISSA) de Trieste, en Italie. Le chef de l'étude est Mathew Diamond, professeur de neurosciences cognitives et directeur adjoint de SISSA.

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Cette nouvelle étude de SISSA montre que lorsque les rats s'engagent dans une tâche les obligeant à prendre des décisions basées sur des souvenirs conservés dans l'hippocampe, leurs régions sensorielles et de mémoire se synchronisent sur une longueur d'onde «thêta-rythmique».

Hippocampe en rouge.

Source: Bases de données sciences de la vie / Wikimedia Commons

L'activité électrique du cerveau est caractérisée par diverses ondes cérébrales ou «fluctuations rythmiques» de l'activité électrique dans diverses fréquences sur une électroencéphalographie (EEG). Le terme "rythme thêta" peut être utilisé pour désigner deux phénomènes différents: "thêta de l'hippocampe" et "thêta cortical humain", qui sont tous deux des modèles d'EEG oscillatoires.

Au cours de leur récente expérience, les chercheurs de SISSA ont identifié la synchronisation des ondes cérébrales thêta entre 5 et 12 Hz par seconde dans l'hippocampe de rat – une structure qui se consacre au traitement de la mémoire chez les humains et les rongeurs – et dans d'autres régions sensorielles du cerveau.

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"Quelle est la fonction du rythme thêta?"

Chez le rat, l'onde cérébrale de cycles de 5 à 12 Hz par seconde est associée à un comportement de rat connu sous le nom de «fouettage». Les rats explorent leur environnement par le contact de leurs moustaches, un sens qui s'apparente à une vision pour les humains. Tout en fouettant, on a constaté que les rythmes thêta des rats oscillaient dans l'hippocampe et simultanément avec diverses régions du cortex cérébral sur la même longueur d'onde.

Pendant longtemps, la question à un million de dollars a été: «Quelle est la fonction du rythme thêta?» Fait intéressant, certaines études humaines suggèrent que les ondes cérébrales thêta planent entre les domaines conscient et subconscient de l'esprit humain. En créant consciemment des ondes thêta grâce à la pleine conscience, la méditation ou le biofeedback, il y a des spéculations que vous pourriez être en mesure d'accéder à des parties subconscientes du cerveau qui sont normalement inaccessibles à votre esprit conscient.

Il y a plus d'une décennie, lorsque j'ai écrit The Athlete's Way , j'ai longuement parlé de l'importance de l'activité cérébrale électrique synchronisée qui coordonne la connectivité fonctionnelle entre diverses régions du cerveau. J'ai une hypothèse que l'activité cérébrale synchronisée entre les deux hémisphères du cerveau et les deux hémisphères du cervelet est la clé pour optimiser la fonction cérébrale et créer un état de superfluidité , que je décris comme la forme la plus élevée de l'écoulement.

Synchronisation des ondes cérébrales de diverses régions du cerveau crée l'harmonie du cerveau

Cette illustration rudimentaire représente la façon dont les ondes cérébrales synchronisées peuvent créer un état harmonisé de «superfluidité» en optimisant la communication entre les différentes régions du cerveau.

Source: Photo et illustration de Christopher Bergland

À bien des égards, la nouvelle recherche de pointe de SISSA réaffirme ma supposition éclairée sur la synchronisation du cerveau et l'optimisation de la connectivité du cerveau d'il y a dix ans. Dans. 114 de The Athlete's Way , dans une section sur l'électricité cérébrale et le «verrouillage de mode», qui se produit lorsque des neurones de différentes régions du cerveau marchent en pas à pas, j'ai écrit:

"Différentes ondes cérébrales existent comme moyen de focaliser et de déplacer les états de conscience. Chaque humeur et pensée a une fréquence spécifique qui relie un réseau de neurones. Les ondes cérébrales reflètent le taux de décharge de vos neurones. Des taux de décharge plus élevés indiquent un cerveau très actif et occupé; des taux plus bas un cerveau plus calme.

Les neurones se chronométrent eux-mêmes à une fréquence spécifique de tir, et il y a de la puissance dans les nombres. Chaque cellule cérébrale est en compétition pour votre attention. Votre état d'esprit est démocratique. Le nombre de neurones qui se réunissent ou le plus fort du signal est ce qui attire votre attention. Vous avez le libre arbitre et finalement vous pouvez décider dans presque toutes les situations de ce à quoi vous voulez penser, puis augmenter le volume de cet ensemble neuronal.

Le principe du biofeedback est de surveiller les cadences de tir et d'apprendre à les ralentir par essais et erreurs. Lorsque vous apprenez à ralentir ou à accélérer le taux de déclenchement des neurones pour créer un état de conscience spécifique, ils changent la fréquence sur un canal différent, un rapport inférieur.

Comme toute boucle de rétroaction, vous pouvez vous concentrer sur le ralentissement du rythme de tir et sentir le changement de conscience, ou vous pouvez changer l'état de votre corps en respirant profondément pour changer le taux de tir. Rappelez-vous que le GABA va être la molécule tranquillisante, ralentissant le taux de synapses, comme jeter de l'eau sur un feu. "

J'étais impatient de me lever ce matin et de lire de nouvelles preuves basées sur les dernières technologies neuroscientifiques qui semblent confirmer que l'échange d'informations entre deux régions du cerveau est facilité lorsque leurs oscillations respectives sont sur la même longueur d'onde et cohérentes.

Les chercheurs de SISSA ont pu tester leur théorie sur l'oscillation thêta dans l'hippocampe en localisant les rythmes thêta synchronisés associés au déplacement des moustaches d'un rat alors que le rat utilisait simultanément ses mouvements de moustaches pour détecter ses allées et venues dans un environnement physique.

Les chercheurs de SISSA ont également identifié que la décharge neuronale dans le cortex sensoriel est devenue plus déphasée aux oscillations thêta de l'hippocampe. Les rats étaient capables d'identifier les textures dans l'environnement plus rapidement tout en minimisant la probabilité de faire des erreurs parce que le rythme de détection et le rythme de mémorisation de deux régions cérébrales différentes étaient parfaitement synchronisés.

Ce type de synchronisation est ce que j'appellerais l'équivalent de la superfluidité dans laquelle il y a zéro frottement, viscosité ou entropie entre les régions du cerveau responsables de la pensée cérébrale et des mouvements cérébelleux.

Conclusion: l'activité cérébrale synchronisée et la superfluidité sont symbiotiques

La nouvelle expérience de Mathew Diamond et ses collègues de SISSA a identifié un lien entre les rythmes thêta oscillantes du cortex sensoriel (qui recueille des informations tactiles), une station de traitement intermédiaire entre les vibrisses et l'hippocampe.

Les chercheurs concluent que «ces résultats suggèrent que, lorsque les rats collectent des signaux tactiles, une meilleure cohérence entre le rythme cognitif, le cortex sensoriel et la LFP hippocampique facilite l'intégration des informations sensorielles dans la mémoire et les centres de décision du cerveau.

Ces résultats complètent ma recherche continue sur les façons dont les humains peuvent optimiser leur structure cérébrale et leur connectivité fonctionnelle aux niveaux électrique, chimique et architectural tout au long de la durée de vie pour créer une performance maximale grâce à la superfluidité.

Basé sur des recherches antérieures, les nouvelles découvertes de SISSA suggèrent qu'en tant que "conducteur" des différents rythmes électriques de la fanfare dans votre cerveau, il est possible que vous puissiez kickstart consciemment un rythme synchronisé dans une région de votre cortex cérébral qui recrutera d'autres régions du cerveau à rejoindre sur la même longueur d'onde. . . Ou, vous pouvez utiliser d'autres régions du cerveau, comme l'hippocampe (ou peut-être le cervelet) pour démarrer le rythme de votre cerveau entier en aval.

Une fois que vos différentes régions cérébrales sont synchronisées et marchent à l'unisson au même rythme, il semble que la fonction cérébrale est optimisée et que le cerveau fonctionne comme une unité sans frottement, ce qui augmente les chances de créer du flux ou de la superfluidité.

C'est un truc excitant! Restez à l'écoute pour plus de recherche sur la façon dont les différentes ondes cérébrales et les oscillations synchronisent la connectivité fonctionnelle de diverses régions du cerveau.

Pour en savoir plus sur ce sujet, consultez mes précédents articles sur le blog Psychology Today ,

• "Superfluidité: la psychologie de la performance de pointe"
• "Alpha Brain Waves stimuler la créativité et réduire la dépression"
• "Est Outwitting votre cervelet le secret pour surmonter la peur?"
• "Superfluidité: décoder l'énigme de la flexibilité cognitive"
• "La Neuroscience de la Superfluidité"
• "" Superfluidity "et" Hot Hand "sont synonymes"
• "Superfluidité: performance maximale au-delà d'un état de 'flux'"

© 2016 Christopher Bergland. Tous les droits sont réservés.

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