INSIGHT, un sistema integral y multidisciplinario de entrenamiento cerebral (INSIGHT)

Las innovaciones recientes en la neurociencia cognitiva han avanzado en la comprensión de los fundamentos neurobiológicos de la inteligencia fluida (Gf) y el razonamiento adaptativo y la resolución de problemas (ARP). En lugar de involucrar una sola estructura cerebral (p. ej., la corteza prefrontal) u operar a un nivel fijo de rendimiento a lo largo de la edad adulta, la evidencia neurocientífica emergente indica que Gf y ARP están mediados por un sistema neuronal distribuido cuyas funciones pueden mejorar significativamente mediante tipos específicos de intervenciones , incluido el entrenamiento cognitivo, la estimulación cerebral transcraneal de corriente continua de alta definición (HD-tDCS) y el entrenamiento físico. El principal objetivo del proyecto INSIGHT es establecer y validar un protocolo de entrenamiento cerebral completo y riguroso que incorpore las mejores intervenciones disponibles para la mejora de Gf y ARP.

El proyecto se dividió en dos fases, la primera se llevó a cabo entre febrero y noviembre de 2014 y la segunda entre febrero y diciembre de 2015. Las dos fases fueron similares en estructura y metas/hipótesis, pero tuvieron varias diferencias metodológicas en términos de intervenciones, brazos y medidas de resultado. Este documento contiene información pertinente solo a la fase de 2014, que examinó las contribuciones relativas de la intervención de acondicionamiento físico, el entrenamiento basado en videojuegos y la estimulación cerebral transcraneal de corriente continua de alta definición (HD-tDCS) para la mejora de Gf/ARP, función ejecutiva, memoria de trabajo, memoria relacional, nivel de aptitud física y estructura/función cerebral.

Los brazos/grupos completaron 1 semana de pruebas para establecer medidas de referencia de las capacidades cognitivas, la aptitud física y la estructura/función del cerebro. 16 semanas de varios protocolos de intervención. Estos protocolos podrían incluir tipos de intervención únicos o múltiples con diferentes horarios. Se completaron tres sesiones de entrenamiento de 70 minutos por semana, por lo que todos los brazos completaron 56 horas de entrenamiento en total. Después de completar el período de intervención, hubo 1 semana de evaluación posterior para medir los cambios en las habilidades cognitivas, el estado físico y la estructura/función cerebral.

Justificación técnica para la intervención de aptitud física: Los efectos beneficiosos de la aptitud física sobre el rendimiento cognitivo y la salud del cerebro se han documentado en muchos estudios. Por ejemplo, esta literatura sugiere que el aumento del ejercicio conduce al nacimiento de nuevas neuronas en el hipocampo (una región clave del cerebro que subyace a Gf), aumenta las conexiones entre las neuronas en todo el cerebro, el desarrollo de una nueva estructura vascular, aumenta la producción de proteínas neurotróficas, mejora aprendizaje y la memoria, y control ejecutivo mejorado, incluida la atención y la inhibición, la memoria de trabajo, la flexibilidad mental y el control de la acción. En particular, (1) los efectos del ejercicio son mayores para las tareas que involucran funciones de control ejecutivo para la memoria de trabajo, la planificación y la resolución de problemas, habilidades que son esenciales para Gf y ARP; y (2) el entrenamiento con ejercicios aeróbicos, cuando se combinó con entrenamiento de fuerza y ​​flexibilidad, tuvo un mayor efecto positivo sobre la cognición en comparación con los programas de entrenamiento con ejercicios que incluyeron solo componentes aeróbicos. Tales hallazgos brindan una justificación importante para la intervención de actividad física propuesta aquí. Por lo tanto, la intervención de acondicionamiento físico propuesta emplea un programa de entrenamiento aeróbico/de resistencia combinado para mejorar aún más los beneficios del entrenamiento cognitivo en Gf y ARP.

Justificación técnica para el entrenamiento basado en videojuegos: Se ha demostrado que el entrenamiento en cinco habilidades cognitivas (1) velocidad de procesamiento, (2) atención, (3) memoria de trabajo, (4) memoria relacional y (5) flexibilidad cognitiva proporciona prometedores resultados de transferencia a Gf y otras construcciones relevantes. Este régimen de formación es la base para el diseño de la plataforma de software Mind Frontiers. Mind Frontiers incluye un conjunto integrado de minijuegos que están diseñados para entrenar estas cinco habilidades cognitivas básicas. Las mecánicas, como abstracciones de los ejercicios cognitivos, aseguran que se conserven la integridad científica y el efecto de entrenamiento de los ejercicios, pero los ejercicios se implementan como juegos con características motivacionales y dificultad adaptativa.

Justificación técnica para HD-tDCS: se ha planteado la hipótesis de que Gf y ARP dependen de manera crítica de una red cerebral fronto-parietal y, por lo tanto, que la estimulación específica bilateral de la corteza frontal con estimulación de corriente continua transcraneal de alta definición (HD-tDCS) tienen un efecto excitatorio en las neuronas dentro de esa red, haciéndolas más propensas a activarse y, por lo tanto, permitiendo un aprendizaje más rápido y facilitando la transferencia a Gf.

Justificación técnica para el control activo: las tareas de detección de cambios y búsqueda visual se seleccionaron como tareas de control activo porque el trabajo anterior había indicado que el entrenamiento de habilidades perceptivas de bajo nivel no se transfirió a Gf y ARP.