Adaptation, expertise, and giftedness: Towards an understanding of cortical, subcortical, and cerebellar network contributions

Current cortico-centric models of cognition lack a cohesive neuroanatomic framework that sufficiently considers overlapping levels of function, from “pathological” through “normal” to “gifted” or exceptional ability. While most cognitive theories presume an evolutionary context, few actively consider the process of adaptation, including concepts of neurodevelopment. Further, the frequent co-occurrence of “gifted” and “pathological” function is difficult to explain from a cortico-centric point of view. This comprehensive review paper proposes a framework that includes the brain’s vertical organization and considers “giftedness” from an evolutionary and neurodevelopmental vantage point. We begin by discussing the current cortico-centric model of cognition and its relationship to intelligence. We then review an integrated, dual-tiered model of cognition that better explains the process of adaptation by simultaneously allowing for both stimulus-based processing and higher-order cognitive control. We consider the role of the basal ganglia within this model, particularly in relation to reward circuitry and instrumental learning. We review the important role of white matter tracts in relation to speed of adaptation and development of behavioral mastery. We examine the cerebellum’s critical role in behavioral refinement and in cognitive and behavioral automation, particularly in relation to expertise and giftedness. We conclude this integrated model of brain function by considering the savant syndrome, which we believe is best understood within the context of a dual-tiered model of cognition that allows for automaticity in adaptation as well as higher-order executive control. (PsycINFO Database Record (c) 2016 APA, all rights reserved) (Source: journal abstract)

titleTranslation: Adaptación, experiencia y superdotación: hacia una comprensión de las contribuciones de las redes corticales, subcorticales y cerebelosas abstractTranslation: Los modelos corticocéntricos actuales de la cognición carecen de un marco neuroanatómico cohesivo que considere suficientemente los niveles superpuestos de función, desde "patológicos" hasta "normales" y "superdotados" o habilidades excepcionales. Si bien la mayoría de las teorías cognitivas suponen un contexto evolutivo, pocas consideran activamente el proceso de adaptación, incluidos los conceptos de neurodesarrollo. Además, la frecuente co-ocurrencia de la función "superdotada" y "patológica" es difícil de explicar desde un punto de vista corticocéntrico. Este exhaustivo documento de revisión propone un marco que incluye la organización vertical del cerebro y considera la "superdotación" desde un punto de vista evolutivo y del neurodesarrollo. Comenzamos discutiendo el modelo corticocéntrico actual de la cognición y su relación con la inteligencia. A continuación, revisamos un modelo integrado de cognición de doble nivel que explica mejor el proceso de adaptación al permitir simultáneamente tanto el procesamiento basado en estímulos como el control cognitivo de orden superior. Consideramos el papel de los ganglios basales dentro de este modelo, particularmente en relación con los circuitos de recompensa y el aprendizaje instrumental. Revisamos el importante papel de los tractos de sustancia blanca en relación con la velocidad de adaptación y el desarrollo del dominio del comportamiento. Examinamos el papel crítico del cerebelo en el refinamiento conductual y en la automatización cognitiva y conductual, particularmente en relación con la experiencia y la superdotación. Concluimos este modelo integrado de la función cerebral considerando el síndrome del savant, que creemos que se entiende mejor en el contexto de un modelo de cognición de doble nivel que permite el automatismo en la adaptación, así como el control ejecutivo de orden superior. (Registro de la base de datos PsycINFO (c) 2016 APA, todos los derechos reservados) (Fuente: resumen de la revista)