Cercetările de la Stanford evidențiază variabilitatea activității cerebrale individuale în grupuri

Cercetările de la Stanford evidențiază variabilitatea activității cerebrale individuale în grupuri

Cercetările de la Stanford Medicine arată că studiile cognitive care se bazează pe medii din datele imaginilor cerebrale ale mai multor persoane ascund modul în care fiecare individ își folosește creierul.

În special, copiii care întâmpină dificultăți în sarcinile orientate spre obiective prezintă tipare distincte de activitate cerebrală atunci când datele lor sunt analizate individual, în comparație cu analiza în grupuri mixte. Aceste descoperiri, care au implicații pentru înțelegerea funcționării creierului în condiții precum deficitul de atenție/hiperactivitate, vor fi publicate pe 27 aprilie în Nature Communications.

Studiul din cadrul Stanford se concentrează pe controlul cognitiv inhibitor – procesul prin care creierul suprimă informațiile distragătoare sau irelevante în timp ce cineva finalizează o sarcină – analizând datele a peste 4.000 de copii. Cercetătorii au comparat rezultatele obținute prin medierea datelor imaginilor cerebrale ale copiilor cu rezultatele obținute prin analiza dinamicii temporale ale fiecărui copil în timp ce efectua repetări ale aceleași sarcini.

„Studiul nostru oferă suport teoretic pentru o mișcare în creștere către personalizarea în neuroștiința umană, psihologie și psihiatrie”, a declarat Branigan.

Această abordare a fost capabilă să identifice subgrupuri de copii cu niveluri diferite de control cognitiv și monitorizare a performanței, adică abilitatea de a-și modifica strategia după ce au făcut o eroare.

De exemplu, copiii cu un control cognitiv și o monitorizare a performanței bună și cei cu un control cognitiv și o monitorizare a performanței slabă au arătat dinamici cerebrale total diferite – și adesea opuse.

Menon a subliniat că studiile care corelează comportamentul cu activitatea cerebrală își trag concluziile din medierea datelor grupurilor, afirmând: „Studiul nostru arată clar că mediile de grup ne pot conduce fundamental pe calea greșită în ceea ce privește modul în care creierul reglează dinamic comportamentul.”

Psihologii au observat de mult timp că comportamentele care par corelate într-un anumit mod în cadrul grupurilor pot să nu fie legate în același mod la nivel individual. Cel mai bun exemplu este compromisului între viteză și acuratețe: atunci când se cere unui grup să rezolve rapid probleme aritmetice, persoanele mai rapide tind să fie și mai precise. Cu toate acestea, atunci când se cere unei persoane să fie mai rapidă, acuratețea ei va scădea. Dacă, în schimb, se cere acelei persoane să fie mai precisă, este probabil să încetinească.

Expertiza echipei de la Stanford Medicine a fost aplicată analizei datelor de scanare cerebrală a copiilor în timpul unei sarcini care măsoară controlul inhibitor. Pentru a se concentra pe un obiectiv, o persoană trebuie să suprime impulsul de a se concentra asupra distragerilor și a lucrurilor irelevante, inhibând totodată comportamentele impulsive care sunt contradictorii cu atingerea scopului dorit.

Controlul inhibitor joacă un rol esențial în îndeplinirea sarcinilor. Controlul inhibitor slab este un semn distinctiv al mai multor diagnostice psihiatrice, inclusiv ADHD, tulburarea bipolară și dependența. Înțelegerea modului în care funcționează în mod normal controlul inhibitor – și cum acesta se poate abate – ar putea ajuta la dezvoltarea unor terapii comportamentale mai eficiente pentru aceste condiții.

Echipa de cercetare a analizat datele a peste 4.000 de copii, cu vârste de 9 sau 10 ani, colectate în cadrul vizitei inițiale pentru studiul de dezvoltare a creierului și cogniției adolescentine, o cercetare pe termen lung care urmărește maturizarea creierului până în adolescență.

Cerebrele copiilor au fost scanate prin imagistică prin rezonanță magnetică funcțională în timp ce aceștia finalizau o activitate destinată evaluării controlului inhibitor. Activitatea, numită sarcina de semnal de oprire, constă în apăsarea unui buton în răspuns la semnalele de pe ecran. Fiecare dată când copilul observa „Go” pe ecran, trebuia să apese butonul cât mai repede posibil. Ocazional, semnul „Go” era urmat imediat de un semn „Stop”. Copiii trebuiau să evite apăsarea butonului când vedeau acest semn de oprire rar și imprevizibil.

Echipa de cercetare a examinat aspectele activității cerebrale în timpul sarcinii la fiecare încercare – atât în comparația între copii, cât și în analiza mai multor repetări ale sarcinii de către aceeași persoană.

Cercetătorii au descoperit mai multe legături între activitatea cerebrală și comportament care erau diferite în cadrul indivizilor față de cele ale grupului în ansamblu.

De exemplu, în analiza tendințelor medii în grupurile de copii, timpii mai lenti de reacție la semnalul „Go” erau corelați cu o activitate crescută în multe regiuni cerebrale, inclusiv rețeaua de mod default, implicată în visare, gândirea despre sine și rătăcirea gândurilor.

Cu toate acestea, atunci când un individ avea un timp de reacție mai lent la semnalul „Go”, activitatea din rețeaua de mod default scădea – opusul modelului observat la nivel de grup.

„Asocierile la nivel de grup distorsionează substanțial dinamicile neuronale care guvernează viteza de procesare la nivel individual”, au scris cercetătorii.

Echipa de cercetare a dezvoltat, de asemenea, un model matematic care le-a permis să studieze modul în care copiii și-au adaptat reacțiile în timpul mai multor repetări ale sarcinii de semnal de oprire. Copiii cu reglementare adaptivă (bună) au arătat reacții mai rapide la semnalele de oprire pe măsură ce avansau dincolo de primul semn de oprire, anticipând corect că fiecare încercare ulterioară era mai probabil să fie un alt semn de oprire. Copiii cu reacții maladaptive au arătat modelul opus, indicând o așteptare în scădere a unui al doilea semn de oprire. Această diferență se reflectă în scanări, manifestându-se ca reacții opuse în activitatea unor zone cerebrale specifice între copiii cu reglementare adaptivă și maladaptivă.

Analiza a arătat, de asemenea, că unele efecte observate în întreg grupul de copii erau determinate doar de copiii dintr-unul dintre grupuri; cu alte cuvinte, rezultatele medii au obscurat ceea ce s-a întâmplat în creierele multor copii.

Cercetătorii au mai descoperit că controlul cognitiv are multiple componente, orchestrate de diferite părți ale creierului, inclusiv control proactiv (pregătirea pentru a opri) și control reactiv (oprirea efectivă). Regiunile cerebrale utilizate în aceste subprocese nu comunică întotdeauna în același mod între copiii cu control cognitiv mai puternic și cei cu control cognitiv mai slab.

„Atunci când copiii au un control cognitiv mai slab, s-ar putea să compenseze acest lucru cu o abordare mai proactivă sau un alt traseu cognitiv”, a afirmat Mistry. „Asta este interesant, deoarece mută dialogul de la controlul cognitiv ca o capacitate statică pe care copiii o au, la ceva care poate fi reglat sau condus în multiple moduri.”

Descoperirile ar putea dovedi utile în proiectarea unor noi abordări pentru a ajuta copiii cu ADHD să