Compreensão

Entendendo a Compreensão: como tudo tem significado

Nosso entendimento é como percebemos nosso mundo. É o olho da nossa mente, o lugar onde pensamos e a única coisa que dá sentido a qualquer coisa. Cada outra experiência fora do entendimento é percebida através do sentimento.

O que você está prestes a ler descreve o processo de compreensão não consciente. O mecanismo que governa a compreensão consciente é o assunto de um post futuro.

Para clareza, compreensão e consciência são duas perspectivas de dizer algo semelhante. Entender é usar o conhecimento para recriar uma realidade a partir de seus fundamentos, enquanto a consciência se refere ao (s) objeto (s) sendo (ão) recriado (s).

O conhecimento é um requisito de compreensão. Conhecimento é a capacidade de reconhecer um padrão e abstraí-lo em um sinal. Uma pessoa experiente é alguém que pode reconhecer muitos padrões. Quando múltiplos sinais são capazes de informar um padrão de alto nível, um entendimento é desenvolvido.

Se você está vendo um barco embaixo de você e a água ao seu redor, você entende que está em um barco em uma massa de água.

Embora possa não ser óbvio, esse tipo de compreensão é uma simulação rudimentar. Por exemplo, se você reconhecer que o barco não balança na água, esse novo sinal muda sua compreensão. Você pode simular que a água é rasa e que o barco está assente no solo abaixo da água.

O entendimento é um cenário simulado, enquanto o reconhecimento se refere aos objetos nesse cenário.

Agora, você está usando sua habilidade de entender para ler esta frase. Você está tentando simular os pensamentos usados ​​para gerar essa escrita a partir de palavras colocadas em uma sequência específica.

Cada palavra que você lê está ativando a representação semântica para essa palavra em seu cérebro. “Semântica” significa que a ativação representa um local específico no espaço de pensamento multidimensional. Eu vou elaborar o que isso significa:

Cada palavra pode ser reconhecida em muitos atributos ou “dimensões”. Por exemplo, considere a dimensão “temperatura”: “fogo” tem um grande valor positivo porque é de alta temperatura, “gelo” tem um valor negativo grande porque é de baixa temperatura e “nuvem” é próximo de zero porque nós geralmente não consideramos as nuvens como tendo um atributo de temperatura.

Ao mesmo tempo, considere a dimensão “dureza”: “gelo” teria um grande valor positivo porque o gelo é duro, “nuvem” teria um grande valor negativo porque as nuvens são suaves e “fogo” seria próximo de zero porque o fogo não é geralmente considerado como tendo um atributo de dureza.

Coletivamente, todos os vários atributos usados ​​para descrever cada palavra acabam criando um espaço de pensamento multidimensional imaginário e cada palavra existe em um determinado local dentro dele.

No cérebro, valores positivos em uma determinada dimensão são conexões neurais excitatórias que se ligam a esse atributo, valores negativos são conexões neurais inibitórias que se ligam a esse atributo e valores zero são a falta de conexões com esse atributo.

Nas redes neurais de IA, os programas usam vetores (uma série de números) para representar cada palavra e esses números são as coordenadas de onde essa palavra está localizada no espaço de pensamento multidimensional. Cada número em um vetor pode ser positivo, negativo ou próximo de zero e representa como essa palavra está relacionada a um determinado atributo dimensional.

É realmente importante entender “semântica” porque a semântica é a base do pensamento. Enquanto você lê cada palavra, você ativa a representação semântica para essa palavra em seu cérebro (padrão reconhecido em um sinal) enquanto simultaneamente usa a gramática para modificar representações e ligá-las de formas específicas. O resultado da “leitura” é a criação de um caminho de navegação no espaço de pensamento multidimensional. Você recebe vários locais específicos, correspondentes às representações, e é informado de que eles se conectam.

Para entender o que você leu, você deve reproduzir o mesmo caminho usando as conexões em seu cérebro. Portanto, a escrita se torna um modelo a ser reproduzido. Para realizar essa reprodução, modifique as conexões neurais para conectar os locais específicos no espaço de pensamento, conforme indicado pelo modelo. Este processo é a simulação referida anteriormente.

Quando sua simulação corresponder ao modelo obtido pela leitura, você terá uma compreensão do que estou tentando comunicar. E o valor que sua simulação é diferente da minha simulação é o nosso erro de comunicação.

A “capacidade de gerar caminhos no espaço de pensamento multidimensional” é sinônimo da “compreensão do pensamento”. Quando alguém diz “eu entendo”, eles estão realmente dizendo “eu posso simular isso”.

Cérebro Velho, Novos Neurônios

Cérebro Velho, Novos Neurônios?

Eles dizem que você não pode ensinar truques novos a um cachorro velho – mas talvez você possa ter um cérebro velho criando novos neurônios. Novas pesquisas publicadas na Nature Medicine lançaram alguma luz sobre o tema debatido de se cérebros adultos podem criar novos neurônios no hipocampo, a região do cérebro que é importante na consolidação da memória de curto e longo prazo. Como é de se esperar, é uma das áreas mais afetadas na doença de Alzheimer, implorando a questão de como o fortalecimento das conexões nessa região em pessoas idosas pode afetar o Alzheimer.

No entanto, nem se sabe se a neurogênese, o processo de criação de novos neurônios, continua no hipocampo após a infância. Estudar o cérebro é difícil (como você deve suspeitar) – a falta de tecido cerebral humano bem preservado e várias técnicas para estudar e identificar neurônios recém-formados criaram dados conflitantes e debateram a neurogênese no hipocampo.

Este estudo oferece combustível para o fogo do Alzheimer. Utilizando métodos de coleta de tecidos altamente controlados e técnicas de processamento de tecidos de ponta, os pesquisadores encontraram milhares de neurônios recém-formados em 13 cérebros saudáveis, dos 43 aos 87 anos, com um leve declínio na neurogênese relacionado à idade (cerca de 30 % do mais novo para o mais velho). Em contraste, 45 os cérebros de Alzheimer de pessoas com idades entre 52 e 97 anos apresentaram menores quantidades de novos neurônios (uma média de 30% a menos de neurônios em comparação com cérebros saudáveis ​​pareados por idade). Aqueles com Alzheimer mais severo mostraram menos formação de novos neurônios do que aqueles com doença mais leve, indicando um declínio acentuado e progressivo na neurogênese. O fato de os pacientes de Alzheimer apresentarem menos neurônios recém-formados em uma ampla faixa etária sugere que a doença não é simplesmente uma função do envelhecimento, mas tem outras alterações patológicas mensuráveis.

Talvez a criação de neurônios no hipocampo possa fornecer uma rota alternativa para novas terapias? Isso vem como um farol de esperança após as recentes notícias de mais um grande fracasso de drogas do Alzheimer em ensaios clínicos de Fase III. Até agora, alguns trabalhos em modelos de ratos com Alzheimer mostraram que certas drogas e exercícios podem diminuir seus déficits cognitivos. Mais pesquisas são necessárias para replicar e verificar esses achados, bem como para traduzir essas descobertas para seres humanos.

Diretor Correspondente: Chelsea Weidman Burke

Artigos de imprensa: Debate sobre nascimento de novos neurônios em cérebros adultos se estende à doença de Alzheimer, Nature

Novos neurônios para a vida? Pessoas idosas ainda podem produzir células cerebrais frescas, diz estudo, Ciência

Mais evidências de que os seres humanos parecem criar novos neurônios na velhice, diz o cientista

Nosso cérebro pode ser capaz de fazer novos neurônios durante a vida adulta, New Scientist

Cérebros antigos ainda fazem neurônios, revela estudo, oferecendo uma possível maneira de proteger contra a doença de Alzheimer, STAT

neurociencia

A estimulação cerebral profunda pode ter sucesso além da doença de Parkinson?

Em 2003, a neurologista Helen Mayberg decidiu tentar um novo tratamento cirúrgico arrojado para pacientes gravemente deprimidos. O trabalho de imagem de Mayberg e outros implicou uma região do cérebro chamada área 25, ou o cingulado subcausal, como um centro de sinalização na depressão. O sucesso do tratamento com antidepressivos e outras terapias foi associado à atividade de relaxamento nessa área. Mayberg esperava obter resultados semelhantes usando eletrodos de arame fino para fornecer pulsos de corrente pequenos à área 25.

Em alguns pacientes com depressão resistente ao tratamento, os pesquisadores estão tentando usar a estimulação cerebral profunda. Esta radiografia lateral pós-operatória mostra eletrodos DBS implantados na região do cingulado subcaloso esquerdo e direito. Crédito da imagem: Helen Mayberg.
Essa técnica, conhecida como estimulação cerebral profunda (DBS), foi usada desde a década de 1990 para tratar a doença de Parkinson. Pode ajudar também pacientes deprimidos? A partir de 2005, Mayberg publicou uma série de estudos piloto que mostraram resultados promissores, com cerca de 40 a 60% dos pacientes respondendo ao tratamento. Outros pequenos estudos, incluindo alguns destinados a outras áreas do cérebro, seguiram.

Mas em dezembro de 2013, o campo incipiente dos tratamentos de depressão do DBS sofreu um grande revés quando os resultados preliminares de ensaios clínicos vazaram em uma reunião científica – descobertas que ficaram aquém dos resultados anteriores de Mayberg. Por um tempo, Mayberg se esforçou para publicar artigos e obter financiamento de subvenções. Alguns críticos, diz ela, adotaram uma visão fatalista de todo o prospecto do DBS para a depressão.

Lentamente, no entanto, a maré começou a voltar. Conforme mostrado nos resultados completos do estudo clínico, finalmente publicado em 2017, muitos dos pacientes do estudo que inicialmente não apresentaram melhora acabaram se recuperando após o tratamento prolongado. Agora, na Escola de Medicina Icahn, no Monte Sinai, em Nova York, Mayberg está vendo um interesse renovado em sua pesquisa. “Houve um grande pico, onde todos estavam realmente entusiasmados e, em seguida, houve um obstáculo na estrada”, diz ela. “Agora há um ressurgimento, uma verificação da realidade do que fazemos e não sabemos.” Em 2017, como parte da Iniciativa de Pesquisa do Cérebro dos EUA através do avanço das Neurotecnologias Inovadoras (BRAIN), o NIH concedeu a Mayberg uma concessão para monitorar como o cérebro mudanças na atividade durante o DBS e para estudar como essas mudanças podem se correlacionar com os diferentes estágios de recuperação.

Enquanto engenheiros e pesquisadores continuam a melhorar as tecnologias DBS e os tratamentos para a doença de Parkinson, Mayberg é um dos vários pesquisadores que tentam estabelecer a técnica para uma série de transtornos psiquiátricos, incluindo transtorno obsessivo-compulsivo grave (OCD), síndrome de Tourette, doença de Alzheimer. doenças e outras doenças que não respondem bem aos medicamentos e terapias existentes. “Eu vejo isso como uma enorme necessidade não atendida”, diz a neurocientista Helen Bronte-Stewart, que estuda DBS para a doença de Parkinson na Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford, em Palo Alto, CA.

Raízes estimulantes
A DBS tem suas raízes nas práticas médicas dos anos 1930, quando a neurocirurgia se tornou um tratamento popular de último recurso para uma série de distúrbios psiquiátricos, de movimento e outros distúrbios neurológicos. Antes de remover ou destruir as regiões culpadas do cérebro, os cirurgiões sondaram o cérebro com estimulação elétrica leve para confirmar seu alvo. Na década de 1960, vários grupos descobriram que a segmentação de determinados locais poderia aquietar tremores e outros sintomas em pessoas com distúrbios do movimento – sugerindo que a estimulação elétrica em si poderia ser terapêutica. A terapia de hoje envolve um sistema DBS implantado, que consiste em eletrodos inseridos no cérebro através de orifícios no crânio. Tudo é alimentado por uma pequena bateria, normalmente colocada sob a pele perto da clavícula.

Os primeiros experimentos com sistemas DBS exploraram tratamentos para dor crônica, epilepsia, paralisia cerebral e vários distúrbios do movimento. Mas na década de 1980, a técnica ganhou mais força na doença de Parkinson e em outros distúrbios do movimento. A Food and Drug Administration (FDA) dos EUA deu sua primeira aprovação do DBS para a doença de Parkinson em 1997; a União Européia posteriormente concedeu aprovações similares.

Após décadas de estudos DBS, questões fundamentais permanecem. “Se alguém disser que conhece o mecanismo de ação, estará sendo um pouco ambicioso”, diz Michael Okun, neurocientista da Universidade da Flórida em Gainesville, na Flórida. Alguns estudos sugerem que o DBS pode excitar ou inibir os neurônios individuais, dependendo se a eletricidade atinge o corpo de uma determinada célula ou seus ramos. Através de uma população de neurônios, esses efeitos podem ativar ou suprimir uma área do cérebro e influenciar a atividade em regiões conectadas. Há também sinais de que a DBS induz células cerebrais de suporte a liberar substâncias neuroquímicas ou altera a vasculatura do cérebro. Como esses vários efeitos levam à melhoria da saúde ainda não está claro – e provavelmente difere entre os distúrbios.

Buscando Aprovação
As lacunas no entendimento não impediram que os pesquisadores explorassem novos aplicativos DBS e fizessem melhorias nos já existentes. Em abril de 2018, o FDA aprovou o tratamento da epilepsia intratável com o uso de um dispositivo DBS no tálamo anterior do cérebro – uma região conectada a áreas cerebrais altamente suscetíveis a convulsões. A aprovação seguiu um ensaio clínico financiado pela fabricante de dispositivos médicos Medtronic, Inc. em Minneapolis. Os pacientes observaram uma redução média de 40% na frequência de crises após 3 meses de DBS e cerca de 70% após 5 anos. Os participantes do grupo de controle que receberam estimulação simulada – implantes que não estavam ligados nos primeiros 3 meses – tiveram uma redução média de apenas 15% durante esses meses. “A teoria mais provável é que está interrompendo a sincronia nas redes epilépticas”, diz Robert Fisher, da Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford, o epileptologista que liderou o estudo. (Fisher agora consulta a Medtronic.)

Pesquisadores de epilepsia também conseguiram uma vitória regulatória em uma nova área do campo DBS: a estimulação de circuito fechado. Os implantes DBS convencionais ou de “circuito aberto” fornecem uma sequência pré-programada de pulsos (geralmente em uma tensão e freqüência definidas), mas os dispositivos de circuito fechado monitoram e respondem à atividade cerebral do paciente. Em 2013, o FDA aprovou um dispositivo de circuito fechado implantado com eletrodos e um microprocessador embutido para detectar a atividade epiléptica quando ela é iniciada (naqueles pacientes cujos ataques podem ser localizados em um ou alguns locais) e interrompê-la com pulsos de corrente. Na maioria dos outros distúrbios, no entanto, os pesquisadores ainda estão descobrindo quais assinaturas da atividade cerebral “anormal” devem acionar ou ajustar a estimulação.

No caso da doença de Parkinson, as assinaturas podem incluir atividade anormal do núcleo subtalâmico em duas faixas de freqüência, conhecidas como bandas beta e gama. Estudos preliminares sugerem que os dispositivos DBS que respondem a esses sinais aberrantes podem ser mais eficientes em termos energéticos e potencialmente mais eficazes do que os sistemas DBS convencionais. “A questão pendente para mim é se tudo isso funciona a longo prazo”, diz o neurologista Peter Brown, que realizou alguns estudos de ciclo fechado na Universidade de Oxford, no Reino Unido.

Aplicações Diversas
À medida que os tratamentos DBS para a doença de Parkinson e a epilepsia continuam a amadurecer, os pesquisadores esperam fazer incursões em uma variedade de outras condições. Uma série de recentes estudos DBS para TOC intratável, dependência, síndrome de Tourette, depressão e doença de Alzheimer produziram resultados encorajadores, embora preliminares, geralmente por meio da abordagem de ciclo aberto. Muitos dos dados vêm de estudos abertos relativamente pequenos, nos quais pacientes e pesquisadores sabem quando o tratamento é administrado e podem ser influenciados pelos efeitos do placebo e outros vieses.

Mas um punhado de ensaios clínicos controlados, duplo-cegos, maiores e recentes, nos quais alguns participantes receberam um tratamento com placebo, até agora não produziram avanços dramáticos. Um estudo de 2016 de 42 pessoas com doença de Alzheimer leve não mostrou benefícios cognitivos claros da DBS em uma área chamada fórnice, um feixe de fibras nervosas que transporta informações para um circuito de memória chave. Pacientes com mais de 65 anos pareciam apresentar uma deterioração mais lenta com a estimulação. Mas os pacientes mais jovens pareciam piorar com o tratamento em comparação com os pacientes que receberam estimulação simulada. “Nossa interpretação é que os mais jovens têm um distúrbio muito mais grave e maligno que progride mais rapidamente, e não somos capazes de compensar com a estimulação elétrica”, diz Andres Lozano, neurocirurgião da Universidade de Toronto, no Canadá, que liderou o estudo. estude. Ele agora está concentrando seus estudos em pacientes mais velhos com a doença de Alzheimer.

Pesquisadores de depressão também estão se reagrupando após os resultados de dois testes clínicos, cada um estimulando uma área cerebral diferente. Em 2015, um estudo de 30 pacientes financiado pela Medtronic relatou que o DBS na cápsula ventral / corpo estriado ventral não foi melhor do que a estimulação simulada.

Em paralelo, o fabricante de dispositivos agora conhecido como Abbott em Abbott Park, Illinois, patrocinou e conduziu um teste DBS no cingulado subcálcico, licenciando o procedimento dos detentores de patentes co-autor Mayberg e Lozano, que assessoraram a empresa no projeto e procedimentos do ensaio. . O estudo, denominado BROADEN (Neuroestimulação do cérebro do BROdmann Area 25 DEEP), não foi tranquilo.

O BROADEN foi definido para incluir mais de 200 participantes, mas uma análise preliminar dos primeiros 90 pacientes com implantes ficou aquém das expectativas. Durante 6 meses de observação em dupla ocultação, apenas 20% dos doentes responderam ao DBS – metade do valor previsto e aproximadamente igual à taxa de resposta entre os doentes estimulados por placebo. A empresa optou por reduzir o julgamento e parou de inscrever novos pacientes.

Mas a maioria dos 90 pacientes continuou o tratamento, e os pesquisadores continuaram a observá-los por pelo menos dois anos, quando as taxas de resposta aumentaram para quase metade. No entanto, as melhorias foram mais lentas do que muitos esperavam. “Fiquei desapontado”, diz Mayberg.

Os novos resultados podem ter ficado aquém, em parte, porque os ensaios controlados e em dupla ocultação têm em consideração os efeitos do placebo. Mas Mayberg também observa outras diferenças. Os pacientes em BROADEN tiveram depressão resistente ao tratamento por uma média de 7 anos a mais do que os estudos anteriores de Mayberg. Diferenças sutis na colocação dos eletrodos também podem ter desempenhado um papel porque os pesquisadores da BROADEN em 13 instituições diferentes usaram a ressonância magnética para encontrar a área alvo. Após o início do julgamento, a equipe de Mayberg recorreu a uma técnica diferente, denominada imagem de tensor de difusão, que ajudou os pesquisadores a detalhar a rede de feixes de fibras nervosas que circundam e invadem o cingulado subcaloso. Os achados sugerem que atingir fibras específicas dentro dessa rede pode ser essencial para o tratamento eficaz da DBS – trajetos que poderiam ter sido perdidos em alguns dos pacientes da BROADEN.

“Eu sei que tenho algo que funciona. Apenas mostra que você precisa ser muito exato para obter bons resultados. ”
–Helen Mayberg
Mayberg está avançando em seu próprio trabalho, ansiosa para entender como a atividade cerebral muda durante o DBS e como a recuperação pode ser melhor monitorada e medida. Ao mesmo tempo, ela espera identificar os tipos de pacientes com depressão que têm maior probabilidade de responder ao DBS e otimizar ainda mais as técnicas de colocação de eletrodos. Esses esforços podem levar a estudos com resultados mais amplamente reprodutíveis. “Eu sei que tenho algo que funciona”, diz Mayberg. “Isso só mostra que você tem que ser muito exato para obter bons resultados.”