Hierarquia cerebral e frequência de ondas cerebrais – Notícias e análises de médicos naturopatas

26/09/2020 Off Por juliana Costa
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Node Smith, ND

Para produzir seus pensamentos e ações, seu cérebro processa informações em uma hierarquia de regiões ao longo de sua superfície, ou córtex, variando de áreas “inferiores” que fazem análise básica das sensações recebidas até regiões executivas “superiores” que formulam seus planos para empregar aquele recém-descoberto conhecimento. Em um novo estudo, neurocientistas do MIT que buscam explicar como essa organização emerge relatam duas grandes tendências: em cada uma das três regiões distintas, a codificação da informação ou sua inibição foi associada a um cabo de guerra semelhante entre bandas de frequência de ondas cerebrais específicas e quanto maior a status da região na hierarquia, quanto maior a frequência de pico de suas ondas em cada uma dessas bandas.

Novo estudo fornece uma visão unificadora de como as ondas cerebrais podem controlar o fluxo de informações por todo o córtex

Ao fazer e analisar medições de milhares de neurônios e campos elétricos circundantes em três regiões corticais em animais, o novo estudo da equipe no Journal of Cognitive Neuroscience fornece uma visão unificadora de como as ondas cerebrais, que são padrões oscilantes da atividade das células cerebrais, pode controlar o fluxo de informações em todo o córtex.

“Quando você olha para estudos anteriores, você vê exemplos do que encontramos em muitas regiões, mas todos eles são encontrados de maneiras diferentes em experimentos diferentes”, disse Earl Miller, Professor Picower de Neurociência no Instituto Picower de Aprendizagem e Memória e autor sênior do estudo. “Queríamos obter uma imagem abrangente e foi isso que fizemos. Abordamos a questão de como isso se parece em todo o córtex ”.

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O co-primeiro autor Mikael Lundqvist da Universidade de Estocolmo e MIT acrescentou: “Muitos, muitos estudos observaram como as fases de uma determinada frequência estão sincronizadas entre as regiões corticais. Tornou-se um campo por si só, porque a sincronia impactará a comunicação entre as regiões. Mas, sem dúvida, ainda mais importante seria se as regiões se comunicassem em frequências completamente diferentes. Aqui encontramos uma mudança sistemática nas frequências preferidas entre as regiões. Pode ter sido suspeitado pela reunião de estudos anteriores, mas até onde eu sei, não foi mostrado diretamente antes. É uma observação simples, mas potencialmente muito fundamental. ”

O outro primeiro autor do artigo é o pós-doutorado do Picower Institute Andre Bastos.

Como a equipe fez suas observações

Para fazer suas observações, a equipe deu aos animais a tarefa de distinguir corretamente uma imagem que tinham acabado de ver – um simples feito de memória visual de trabalho. Enquanto os animais jogavam, os cientistas mediram a atividade individual de centenas de neurônios em cada animal em três regiões na parte inferior, intermediária e superior da hierarquia cortical da tarefa – o córtex visual, o córtex parietal e o córtex pré-frontal. Eles rastrearam simultaneamente as ondas produzidas por esta atividade.

Em cada região, eles descobriram que quando uma imagem estava sendo codificada (quando foi apresentada pela primeira vez) ou recuperada (quando a memória de trabalho foi testada), o poder das bandas de frequência teta e gama das ondas cerebrais aumentaria em rajadas e o poder em alfa e as bandas beta diminuiriam. Quando a informação tinha que ser mantida em mente, por exemplo, no período entre a primeira vista e o teste, as potências teta e gama diminuíram e as potências alfa e beta aumentaram em rajadas. Esta sequência funcional de “empurrar / puxar” entre essas bandas de frequência foi mostrada em várias regiões individuais, incluindo o córtex motor, disse Miller, mas não frequentemente simultaneamente em várias regiões no decorrer da mesma tarefa.

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Os pesquisadores também observaram que as explosões de energia teta e gama estavam intimamente associadas a picos neurais

Os pesquisadores também observaram que as explosões de energia teta e gama estavam intimamente associadas a picos neurais que codificavam informações sobre as imagens. As explosões de energia alfa e beta, por sua vez, foram anticorrelacionadas com a mesma atividade de spiking.

Embora essa regra se aplique a todas as três regiões, a principal diferença é que cada região empregava um pico distinto em cada banda de frequência. Enquanto a banda beta do córtex visual, por exemplo, atingiu o pico em 11 Hz, o beta parietal atingiu o pico em 15 Hz e o beta pré-frontal atingiu o pico em 19 Hz. Enquanto isso, a gama do córtex visual ocorreu a 65 Hz, a gama parietal atingiu o pico a 72 Hz e a gama pré-frontal a 80 Hz.

“Conforme você se move da parte de trás do cérebro para a frente, todas as frequências ficam um pouco mais altas”, disse Miller.

Ambas as tendências principais no estudo mostram apenas associações com função, não causalidade

Embora ambas as tendências principais no estudo – as relações inversas entre as bandas de frequência e o aumento sistemático nas frequências de pico dentro de cada banda – tenham sido observadas de forma consistente e estatisticamente significativas, elas mostram apenas associações com a função, não com a causalidade. Mas os pesquisadores disseram que são consistentes com um modelo no qual alfa e beta inibem alternadamente, ou liberam, gama para controlar a codificação de informações – uma forma de controle de cima para baixo da atividade sensorial.

Enquanto isso, eles levantam a hipótese de que o aumento sistemático nas frequências de pico na hierarquia pode servir a várias funções. Por exemplo, se as ondas em cada banda de frequência transportam informações, então suas regiões mais altas amostrariam em uma frequência mais rápida para fornecer uma amostragem mais refinada da entrada bruta vinda de regiões mais baixas. Além disso, as frequências mais rápidas são mais eficazes em arrastar essas mesmas frequências em outras regiões, dando às regiões superiores uma maneira eficaz de controlar a atividade nas inferiores.

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“O aumento da frequência nos ritmos oscilatórios pode ajudar a esculpir o fluxo de informações no córtex”, escreveram os autores.

1. Mikael Lundqvist, André M. Bastos, Earl K. Miller. Preservação e mudanças na dinâmica oscilatória através da hierarquia cortical. Journal of Cognitive Neuroscience, 2020; 32 (10): 2024 DOI: 10.1162 / jocn_a_01600


Node Smith, ND, é médico naturopata em Humboldt, Saskatchewan e editor associado e diretor de educação continuada do NDNR. Sua missão é servir aos relacionamentos que apóiam o processo de transformação e que, em última instância, levam a pessoas, empresas e comunidades mais saudáveis. Suas principais ferramentas terapêuticas incluem aconselhamento, homeopatia, dieta alimentar e o uso de água fria combinada com exercícios. A Node considera a saúde um reflexo das relações que uma pessoa ou empresa tem consigo mesma, com Deus e com as pessoas ao seu redor. Para curar doenças e curar, esses relacionamentos devem ser considerados especificamente. Node trabalhou intimamente com muitos grupos e organizações dentro da profissão naturopata, e ajudou a fundar a associação sem fins lucrativos, Association for Naturopathic Revitalization (ANR), que trabalha para promover e facilitar a educação experiencial em vitalismo.

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