Les circuits cérébro-cérébelleux nous rappellent: savoir ne suffit pas

Une histoire basée sur le cervelet pour illustrer la signification de “Scire Non Satis”.

Illustration anatomique du cerveau humain datant du début du XXe siècle (en bas) montrant les hémisphères gauche et droit du cervelet et du cerveau. “Cerebellar” est le mot soeur à “cérébral” et signifie “se rapportant ou se trouvant dans le cervelet”. “Cerebro-Cerebellar” désigne généralement la connectivité fonctionnelle et l’interaction entre les régions du cerveau et les régions du cervelet.

Source: Wikipedia / domaine public

Il y a environ dix ans, je rentrais du gymnase et j’ai rencontré au hasard une connaissance qui a changé ma façon de penser le cerveau humain. En 2009, je travaillais sur une proposition de livre, “Les origines de l’imagination”, qui explorait les neurosciences des avancées créatives basées principalement sur des preuves anecdotiques de personnes ayant ” Eureka! “Ou” Aha! “Moments tout en faisant un certain type d’activité bipède, aérobie. (par exemple, Albert Einstein a dit de E = mc ² , “j’ai pensé à cela en faisant du vélo.”)

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Mon hypothèse était que l’engagement du cervelet (latin pour «petit cerveau») en marchant, en faisant du jogging, en faisant du vélo, etc. était une façon universellement accessible de «débloquer» le cortex préfrontal, ce qui encourageait les idées “Bouffez” dans la conscience. ( * Dans le “Evangile de la relaxation”, William James a dit: ” Débloquez , en un mot, votre machine intellectuelle et pratique, et laissez-la fonctionner librement; le service que vous en ferez sera deux fois plus bon.”)

Oui je sais. Mon hypothèse sur les idées “émanant du subconscient” ne semble pas très scientifique. Mais, j’ai eu une intuition basée sur des conversations approfondies avec mon défunt père, Richard Bergland (1932-2007), qui était neuroscientifique et auteur de The Fabric of Mind, que l’interaction entre le cerveau et le cervelet pourrait avoir quelque chose à voir avec processus créatif.

Mon père est décédé d’une crise cardiaque en 2007, quelques semaines à peine après la publication de mon premier livre. Dans mon esprit, j’imagine souvent mon père sur son lit de mort me disant: «Chris, nous ne savons toujours pas exactement ce que fait le cervelet. Mais, peu importe ce qu’il fait, il en fait beaucoup. Pouvez-vous garder vos antennes à la recherche de pointe sur le cervelet pour aider à résoudre cette énigme après mon départ? “Depuis sa mort, j’ai fait de mon mieux pour rendre compte en permanence des nouvelles recherches cérébelleuses et je suis constamment penser à ce que fait le cervelet.

En 2005, mon père et moi avons créé un modèle père-fils, à cerveau divisé, que nous appelons «cerveau en bas» comme base de mon livre, The Athlete’s Way. Notre modèle à cerveau divisé a essentiellement défini le cerveau comme le siège de l’apprentissage explicite, de l’état d’esprit et de la mémoire déclarative. et encadré le cervelet comme le siège de l’apprentissage implicite, du “savoir sans savoir” et de la mémoire musculaire basée sur Purkinje. (Pour plus d’informations, voir “Le split-cerveau: une hypothèse en constante évolution”.)

Dans les années 1970, mon père avait perdu de sa crédibilité auprès de ses pairs de la faculté de médecine de Harvard quand il était expert médical pour un livre à succès intitulé Drawing on the Right Side of Cerveau , qui faisait partie du poids du cerveau gauche droit. qui est encore un train de fugue «pseudoscience» presque 50 ans plus tard.

Notre objectif avec le modèle “cerveau en haut-cerveau” était de détourner l’attention de la latéralisation cerveau-droite du cerveau des hémisphères cérébraux et de se concentrer davantage sur l’interaction “haut-bas” entre le cerveau et le cervelet. Je voulais aussi lancer une discussion dans un forum public qui aiderait à démystifier le mythe « le cerveau droit est le siège de la créativité » avec l’espoir supplémentaire de confirmer la réputation de mon père. Inutile de dire que récupérer le génie cérébral cérébral gauche-droit est une tâche décourageante.

Ma proposition de livre «Origines de l’imagination» de 2009 a mis le cervelet à l’honneur en tant qu’acteur sous-estimé et méconnu des processus cognitifs, de l’intelligence fluide et de la pensée divergente. (Malheureusement, aucun des “Big Five” éditeurs n’était intéressé par ce livre il y a dix ans, et mon agent ne pouvait pas vendre la proposition.)

Je reviens à ma rencontre au hasard il y a une dizaine d’années qui a changé ma façon de penser au cerveau … Un jour de 2009, je rentrais chez moi après avoir rencontré ma copine Maria, une poète. Elle m’a demandé: “Qu’est-ce que tu fais en ce moment?” Je lui ai parlé du concept susmentionné du livre “Origins of Imagination”. Alors que nous nous tenions là, Maria a commencé à déplacer son corps pour imiter un appareil elliptique et a dit: «Chaque fois que je commence à bouger mes bras et mes jambes d’avant en arrière sur mon vélo elliptique, la poésie se déverse.

Alors que je me tenais sur le trottoir à regarder Maria mime faire un entraînement aérobique, j’ai eu un ” Eureka! “Le moment où les modèles de cerveau divisé” cerveau gauche-cerveau droit “et” cerveau-cerveau-haut “étaient partiellement corrects en termes d’activité physique, facilitant l’intelligence fluide et la pensée créative.

De manière contralatérale, entrecroisée, l’hémisphère cérébral gauche travaille conjointement avec l’hémisphère cérébelleux droit pour coordonner le mouvement du côté droit du corps; et le “cerveau droit” du cerveau travaille avec l’hémisphère gauche du cervelet pour coordonner les mouvements volontaires du côté gauche du corps. En ce qui concerne le cerveau entier travaillant de concert, il est essentiel d’optimiser la structure et la connectivité fonctionnelle des quatre hémisphères cérébraux.

Comme souvent, après des mois à me gaver de connaissances cristallisées et de preuves empiriques, le ” aha! «Le moment de relier des idées apparemment sans rapport à quelque chose de potentiellement nouveau et utile a été déclenché par une circonstance aléatoire et fortuite. J’ai dit à Maria que l’entendre me dire “chaque fois que je commence à bouger mes bras et mes jambes d’avant en arrière sur mon vélo elliptique, la poésie se déverse de moi” m’a donné une nouvelle idée. Ensuite, je me suis précipité à la maison pour griffonner l’esquisse rudimentaire “carte du cerveau” que vous voyez ci-dessous:

Cette carte topographique du cerveau des circuits “cérébro-cérébelleux” illustre l’importance de l’optimisation de la connectivité fonctionnelle controlatérale entre les deux hémisphères cérébraux et les deux hémisphères cérébelleux.

Source: Photo et illustration de Christopher Bergland vers 2009

Lorsque j’ai esquissé cette “carte topographique du cerveau” très basique il y a dix ans, je n’étais absolument pas au courant du terme “cérébro-cérébelleux” et je n’avais aucune connaissance cristallisée de l’hypothèse révolutionnaire de “Dysmétrie de la pensée” Syndrome affectif “(CCAS). L’illustration enfantine ci-dessus, dessinée avec des Sharpies multicolores et des marqueurs fluorescents, est le résultat de ma combinaison de preuves anecdotiques aléatoires, d’expériences de vie personnelles et de nombreuses conversations sur le cerveau et le cervelet avec mon père.

Maintenant que j’ai passé beaucoup plus de temps à étudier les neurosciences avec minutie, je sais que Schmahmann a publié en 1997 un article de référence intitulé “The Cerebrocerebellar System” qui a jeté les bases de décennies de recherches sur les interactions entre hémisphères gauche et droit. cerveau et cervelet. Par exemple, hier, j’ai écrit un article sur le blog Psychology Today à propos d’une nouvelle étude, «La connectivité fonctionnelle cérébro-cérébelleuse est associée à l’équilibre excision-inhibition cérébelleuse dans les troubles du spectre autistique».

Voici comment Schmahmann a décrit “Le système cérébro-cérébelleux” en 1997:

S’il existe une contribution cérébelleuse à la fonction non motrice, en particulier aux capacités cognitives et aux états affectifs, il doit alors exister des substrats anatomiques correspondants. Le cervelet est fortement interconnecté avec les hémisphères cérébraux dans les deux directions (hémisphères cérébraux à cervelet) et les directions de rétroaction. Cette relation est reconnue depuis longtemps, en particulier en ce qui concerne les cortex moteur et sensoriel. Les recherches effectuées au cours de la dernière décennie ont toutefois démontré pour la première fois l’organisation et la force des connexions qui relient le cervelet à des zones du cortex cérébral connues pour leur comportement d’ordre supérieur plutôt que pour le contrôle moteur. ”

À ce stade de la vie, je consacre la majeure partie de mon temps à des activités cérébrales. Je passe quelques heures chaque jour à lire et à écrire sur des preuves empiriques fondées sur la science. Cela étant dit, quand il s’agit de faire des reportages sur les neurosciences et d’en apprendre davantage sur le cervelet, il est clair pour moi qu’il ya une certaine vérité dans l’axiome: « Plus vous en savez, moins vous comprenez. ”

Par exemple, avec Google Scholar à portée de main, je peux passer beaucoup de temps à lire des études scientifiques approfondies sur quelque chose comme les cellules cérébelleuses de Purkinje. Mais, à un moment donné, ce type de surcharge d’information crée de la soupe alphabet dans mon cerveau et est contre-productive. Avoir trop de connaissances cristallisées entassées dans ma tête à un moment donné sans donner aux idées un temps de gestation crée une viscosité de pensée et étouffe ce que j’appelle la superfluidité. ”

Chaque fois que je me retrouve à penser ou à souffrir de ce qu’Arthur Ashe appelle «la paralysie par l’analyse », il est toujours utile de faire quelque chose de plus cérébelleux (comme faire un jogging long) et d’espacer un moment. Effectuer des activités basées sur le cervelet semble “débloquer” des régions spécifiques de mon cortex cérébral d’une manière qui m’aide à mieux penser et à résoudre les problèmes.

La devise de mon Alma Mater est: Scire Non Satis (“Savoir ne suffit pas”)

Une des raisons pour lesquelles j’ai décidé d’écrire un article narratif à la première personne ce matin est que mon histoire de vie et la transition d’un athlète professionnel à un écrivain scientifique découvrent certains aspects fondamentaux de la mécanique cérébrale qui animent nos circuits cérébro-cérébelleux.

Mon père était un “moteur cérébral” qui a eu droit à A et a toujours été au sommet de sa classe. Il a également eu la prouesse athlétique «cérébelleuse» pour être un champion de tennis. Papa s’attendait au même niveau de réussite scolaire et sportive de ses enfants. Malheureusement, à travers la lentille des circuits cérébro-cérébelleux, ma sœur aînée et moi n’étions que «à demi entières» en ce qui concerne les attentes irréalistes de papa selon lesquelles tous ses enfants d’âge scolaire afficheraient des capacités cérébrales et cérébelleuses extraordinaires.

Ma sœur aînée avait un incroyable «sens du livre» et obtenait les scores SAT du mérite national, mais elle n’était pas particulièrement douée pour jouer au tennis. D’un autre côté, j’ai été terrible à l’école (et a probablement été considéré par beaucoup comme un “imbécile”) mais était bon en sport. Une des raisons pour lesquelles j’ai décidé de publier un livre après la retraite des compétitions sportives était de prouver à mon père (et à d’autres opposants) que la neuroplasticité et la neurogenèse permettaient à chacun de renforcer sa structure cérébrale cérébrale et sa connectivité fonctionnelle la vie-qui était le point entier de la manière de l’athlète: sueur et la biologie du bonheur .

En tant que père d’une fillette de 10 ans, il est important pour moi que l’éducation de ma fille et sa vie quotidienne s’arrangent d’une manière qui optimise ses circuits cérébro-cérébelleux.

En repensant à mes expériences scolaires, j’ai eu beaucoup de chance de fréquenter des écoles qui, sans le savoir, entretenaient un équilibre sain entre mon cerveau et le cervelet. J’ai également eu la chance de passer du temps dans une institution universitaire qui semblait seulement se soucier de forcer les étudiants à rester assis en classe, à mémoriser des montagnes de connaissances cristallisées et à obtenir de bons résultats. Cette expérience m’a ouvert les yeux sur les pièges de la connaissance cérébrale exagérée et du rôle important que jouent les deux hémisphères cérébelleux dans nos processus cognitifs et créatifs.

Source: Wikipedia / domaine public

Lorsque j’étais en septième année, j’ai commencé à prendre le latin avec M. Bourne à la Park School de Brookline, au Massachusetts. Bien que je sois généralement un étudiant terrible, j’aimais le latin et excellais dans ce domaine. M. Bourne a fait de l’apprentissage du latin ancien une base de connaissances étonnamment utile pour les temps modernes. À ce jour, je me retrouve régulièrement à référencer des mots latins et l’expression “non satis scire” a inspiré cet article.

Après avoir quitté l’existence utérine et la pédagogie de «l’éducation sans frontières» de The Park School, j’ai été envoyé dans un pensionnat draconien à Wallingford, dans le Connecticut, appelé Choate Rosemary Hall. Leur devise est Fidelitas et Integritas (Fidélité et intégrité). Au début des années 1980, Choate était un environnement toxique pour moi. Je ne correspondais pas au moule Preppy Handbook et détestais l’endroit. Je me suis révolté contre l’autoritarisme de l’école et j’ai vécu le thème “Nous n’avons pas besoin d’éducation” de l’album de Pink Floyd, “The Wall”. Autant dire que mes notes ont chuté. J’ai eu des problèmes avec les tests standardisés et mes scores SAT étaient les pits.

Source: Wikipedia / domaine public

Heureusement, ma mère connaissait un petit collège d’arts libéraux à Amherst, dans le Massachusetts, qui ne se souciait pas des résultats de la SAT et mettait l’accent sur les «connaissances du livre» cérébrales appelées Hampshire College. À l’époque, le Hampshire était l’un des seuls collèges du pays à ne pas exiger des étudiants   tous les tests et il n’y avait pas de notes. Cela semblait être un endroit parfait pour moi et j’avais hâte de postuler.

Lorsque je me suis inscrit au Hampshire College à l’automne 1984, ma mémoire déclarative savait que la devise de l’école était Non-Satis Scire (Savoir ne suffit pas). Mais, je me rends compte maintenant, je ne savais pas vraiment (dans le vrai sens du terme) pourquoi la devise de mon Alma Mater était si importante que des décennies plus tard .

D’un point de vue méta-cognitif de «penser à ce que l’on pense», il ne m’apparaît pas que connaître la signification des mots latins pour «savoir ce qui ne suffit pas» diffère beaucoup de la signification de cette phrase. nos processus cognitifs à l’ère numérique. Bien avant la révolution Internet, les fondateurs du Hampshire College ont réalisé que “savoir” beaucoup d’informations cristallisées est inutile si vous ne pouvez pas relier les points d’idées apparemment sans rapport de manière nouvelle et utile.

Dans une ère de recherche sur Google, nous avons tellement de connaissances cristallisées à portée de main 24 heures par jour. Cette abondance d’informations cérébrales rend plus important que jamais le maintien du cervelet en restant actif physiquement. Le sédentarisme et le fait de rester assis devant un écran d’ordinateur toute la journée peuvent provoquer une atrophie du volume de matière grise des cellules de Purkinje dans le cervelet et réduire l’intégrité des voies de la substance blanche entre les différentes régions du cerveau. Cette double prévention empêche les quatre hémisphères cérébraux de fonctionner en parfaite harmonie et pourrait entraîner une connectivité fonctionnelle cérébro-cérébelleuse inférieure.

Je crois fermement que trouver des moyens quotidiens pour optimiser la connectivité fonctionnelle de nos circuits cérébro-cérébelleux est la clé de la pensée divergente et de l’intelligence fluide. Comme les fondateurs du Hampshire College l’ont réalisé il ya plusieurs décennies, «Savoir (information cristallisée) ne suffit pas». Espérons que dans les années à venir, davantage d’éducateurs comprendront l’importance de la structuration des environnements d’apprentissage la connectivité fonctionnelle cérébro-cérébelleuse des étudiants au quotidien.

Les références

Jeremy D. Schmahmann et Deepak N .. Pandya. “Le système cérébro-cérébelleux” Revue internationale de neurobiologie (1997) DOI: 10.1016 / S0074-7742 (08) 60346-3

Jeremy D. Schmahmann et Janet C. Sherman. “Le syndrome affectif cognitif cérébelleux” Brain (1998) DOI: 10.1093 / brain / 121.4.561

Jeremy D. Schmahmann “Dysmétrie de la pensée: conséquences cliniques de la dysfonction cérébelleuse sur la cognition et l’affection.” Tendances des sciences cognitives (1998) DOI: 10.1016 / S1364-6613 (98) 01218-2

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