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-2013-
LÓBULO FRONTAL
Phineas Gage Destrucción de la corteza izq. orbitomedial
ASPECTOS HISTÓRICOS
ASPECTOS HISTÓRICOS
Describe las características lesionales del cerebro de un paciente fallecido a la edad de 51 años y que había perdido la capacidad del habla a los 21 años. Su expresión verbal delimitaba a una sola sílaba que normalmente repetía dos veces “tan-tan”
BASES NEUROANATÓMICAS
LF ocupan prácticamente un tercio de la corteza del cerebro (el 36, 8% del volumen total de los hemisferios humanos). CPF está conectada con la práctica totalidad de las áreas corticales, subcorticales y límbicas,
Producto de esta complejidad de conexiones es el hecho de que la corteza prefrontal no madure, es decir, que no adquiera su tamaño definitivo, conexiones y mielinización hasta los 22-24 años.
Localización:
Los lóbulos frontales están situados en el polo anterior del cerebro. Los límites anatómicos de los lóbulos frontales son el giro central que los separa del lóbulo parietal; la cisura lateral o de Silvio, que los separa del lóbulo temporal y el cuerpo calloso, que los separa entre sí y de estructuras subcorticales.
Circunvoluciones
4 circunvoluciones Precentral
superiormedia
inferior
Subregiones
El área prefrontal, dividida en 3 zonas
a.- zona dorsolateral: áreas 9, 10 y 46 de Brodmann. b.- zona orbitofrontal : áreas 11, 12 y 47 de Brodmann. c.- Una zona frontomedial o del cíngulo anterior : 24,
32 y 33 de Brodman.
TIPOS DE CORTEZA
Desde el punto de vista citoarquitectónicoDicha organización citoarquitectónica ha dado lugar a una parcelación de la cortez frontal en cuatro divisiones principales: corteza prefrontal lateral, corteza orbitofrontal, corteza fronto medial y corteza motora. Cada una de ellas abarca diferentes territorios corticales que pasamos a describir en relación con las AB que comprenden.
Desde el punto de vista histológico
la corteza prefrontal es un área de asociación heteromodal o supramodal, lo que representa un mayor número de conexiones con gran complejidad.. En la tabla I se muestran los diferentes tipos de corteza cerebral.
La corteza del lóbulo frontal se puede dividir en tres regiones, en relación con el tipo histológico de éstas:-Corteza motora-premotora.- Incluye el giro precentral, el área de Brodman (AB) 4 o el área motora primaria; la corteza premotora, AB 6; el área suplementaria motora (parte medial del AB 6); el área de Broca, AB 44, 45, de producción de lenguaje y área del control visual voluntario, AB 8.-Corteza prefrontal.-Comprende la corteza lateral dorsolateral, AB46 9; ventromedial, AB47, y la corteza orbital, AB 11, con el polo frontal, AB10. -Corteza paralímbica.-Comprende la región anterior del giro en el cíngulo, AB 24, 25 y 32.
Desde el punto de vista funcional
Corteza premotora
Tiene funciones cognitivas y motoras
Programación del movimientoMemoria activaÁrea 8:control movimiento ocularesÁrea 6: Selección de movimientos
Aprendizaje motor y visomotorEn la cara interna selección de mov. secuenciación temporal
Bioquímica
La corteza prefrontal está inervada por una serie de neurotransmisores y sistemas peptidérgicos.
serotonina Alteración de flujo frontal y alteraciones 2darias de humor (depresión)
acetilcolina fallos de memoria e inatención
Dopanina trastornos en la función frontal (memoria de trabajo y atención )
Conexiones corticales
Dorsolateral FrontoOrbitario MedialAnatomía Área 9-10 Brodmann
caudado Dorsolateral, palido Lateral Dorsomedial, Talamo Ventral anterior, Dorsomediano.
Área 11-12 Brodmann caudado Ventromedial, pálido Medialdorsomedial, talamo Ventral anterior, Dorsomediano.
Área 24 Brodmann n, acumbes, pálido Rostrolateral, tálamo Dorsomedial.
Síntoma principal Síndrome disejecutivo Cambio de personalidad (desinhibición)
Abulia
Sindromes asociados Alteración memoria de trabajo secuenciación “Amnesia frontal! Escasa fluidez verbal y no verbal. Alteración programación motora
Ausencia normas sociales. Descontrol de impulsos reiterativos. Conducta de utilización Moria,
Mutismo acinético. Desmotivados. Ausencia de respuestas: motoras, verbales o emocionales.
Finalidad Organizar la información para responder a estímulos externos
Responder a estímulos según la emoción que produzcan.
Responder según nuestra motivación interna.
Tratamiento Dopaminérgicos. Bioqueantes alfa adrenérgicos.
Serotoninérgicos Bioqueantes alfa adrenérgicos
Dopaminérgicos Estimulantes
DESARROLLO ANATÓMICO Y FUNCIONAL DE LA CORTEZA PREFRONTAL
El termino de funciones ejecutivas describe un conjunto de funciones suscritas al funcionamiento de la corteza pre frontal .
Según la conceptualización del funcionamiento cerebral como una red, varios estudios han demostrado que la corteza pre frontal sostiene el funcionamiento ejecutivo a través de la activación y la inhibición de estructuras corticales posteriores y subcorticales.
DESARROLLO ANATÓMICO Y FUNCIONAL DE LA CORTEZA PREFRONTAL
Si bien el volumen cerebral no experimenta ningún aumento significativo desde los 5 años, edad a la que alcanza las dimensiones de un cerebro adulto, existen mecanismos progresivos (sinaptogenesis y mielinización) y regresivos (poda sináptica) que se mantienen activos .
La corteza pre frontal mantiene un patrón particularmente largo de maduración, a diferencia de otras regiones que lo hacen más tempranamente como son las áreas responsables del procesamiento sensorial motor.
La corteza pre frontal mantiene un patrón particularmente largo de maduración, a diferencia de otras regiones que lo hacen más tempranamente como son las áreas responsables del procesamiento sensorial motor.
La investigación con técnicas de Neuroimagen funcional ha revelado que según el dominio delas funciones ejecutivas que explore la tarea experimental, se produce un reclutamiento de regiones ligeramente distintas de la corteza pre frontal . Dentro de las regiones reclutadas se encuentran la región ventrolateral medial pre frontal y la corteza cingulada anterior.
DESARROLLO ANATÓMICO Y FUNCIONAL DE LA CORTEZA PREFRONTAL
Siguiendo la línea propuesta por Miyake, existirían tres componentes fundamentales: la inhibición, el cambio de set y la memoria operativa (MO), a los que algunos autores suman la planificación .
En cada periodo estos componentes interactúan de forma diferente, cambiando sus relaciones durante el desarrollo, como se detalla en los siguientes apartados:
Muchos autores sostienen que las funciones ejecutivas se desarrollan principalmente durante el periodo escolar y la adolescencia.
Primera Infancia (0-2 años)
Aunque la Corteza Prefrontal es aparentemente siliente durante los primeros dos años de vida, tanto los procesos madurativos como el metabolismo cerebral de las regiones frontales son especialmente intensos durante este periodo, fundamentalmente entre los 8 y 12 meses de vida.
Periodo Pre-escolar (3-5 años)
El periodo preescolar se caracteriza por un consumo cerebral máximo debido a las elevadas demandas energéticas de los procesos de desarrollo cerebral (mielinización)y al excesivo número de conexiones sinápticas presentes aun a esta edad .Alrededor de los 4años se produce un desarrollo notable de la Corteza Prefrontal ,especialmente del Hemisferio Derecho .
Muchos autores sostienen que las funciones ejecutivas se desarrollan principalmente durante el periodo escolar y la adolescencia.
Periodo escolar (6-12) Durante el desarrollo, los niños se van apoyando en diferentes dominios de las Funciones Ejecutivas para la correcta ejecución de una tarea dirigida a metas .En edades tempranas, la función que cumple un rol primordial es la inhibición, pero posteriormente son otras como la MO o el cambio de set, a las que acuden para la resolución de problemas.
Adolescencia Las estructuras neurales que subyacen a las Funciones Ejecutivas tienen un desarrollo continuo desde la edad preescolar hasta finales de la adolescencia .Aquellas estructuras relacionadas con las Funciones Ejecutivas puramente cognitivas- (CEF) ,tienen un desarrollo más temprano que aquellas asociadas con la conducta reflexiva en tareas de contexto emocional y motivacional alto ,-(HEF).
FUNCIONES EJECUTIVAS
Las funciones ejecutivas han sido caracterizadas por diversos autores como aquellas que muestran la capacidad de transformar los pensamientos en acción y se manifiestan como la habilidad para iniciar, modular o inhibir la atención y la actividad mental; la habilidad para interactuar productivamente con otros en discusiones y conversaciones, y la habilidad para planificar y controlar la conducta dirigida al resultado.
FUNCIONES EJECUTIVAS
Las funciones más complejas del humano, entre ellas las funciones ejecutivas (FE) son soportadas principalmente por la corteza prefrontal (Goldberg, 2001), participan en el control, la regulación y la planeación eficiente de la conducta humana, también permiten que los sujetos se involucren exitosamente en conductas independientes, productivas y útiles para sí mismos (Lezak, Howieson, & Loring, 2004).
FUNCIONES EJECUTIVAS
Se definen como un proceso o una serie de procesos cuyo principal objetivo es facilitar la adaptación a situaciones nuevas, opera por medio de la modulación o el control de habilidades cognitivas más básicas; estas habilidades o rutinas son procesos sobre-aprendidos por medio de la práctica o la repetición e incluyen habilidades motoras y cognitivas, como la lectura, la memoria o el lenguaje (Burgess, 1997).
formulación de metas
Organización del
pensamiento
Elaboración de plan
estratégico Iniciación de respuestas
FlexibilidadAuto
monitoreo de la conducta
Razonamiento abstracto
Control Atencional
Memoria Operativa
FUNCIONES EJECUTIVAS
Inhibición de respuestas
automáticas Inapropiadas
No existe una función ejecutiva unitaria, existen diferentes procesos que convergen en un concepto general de las funciones ejecutivas (Fernandez-Duque e., 2000)destacan:
PLANEACIÓNcapacidad para integrar, secuenciar y desarrollar pasos intermedios para lograr metas a corto, mediano o largo plazo.
se ha encontrado que las porciones dorsolaterales de la CPF, son las áreas que se encuentran principalmente involucradas en los procesos de planeación (Baker, Rogers, & Owen, 1996; Morris et al., 1993).
Funciones ejecutivasFunciones ejecutivas
es la capacidad de control sobre los demás procesos neuronales ,permite retrasar las tendencias a generar respuestas impulsivas, originadas en otras estructuras cerebrales, siendo esta función reguladora primordial para la conducta y la atención (Matthews, Simmons, Arce, & Paulus, 2005).
CONTROL CONDUCTUAL
La capacidad para cambiar un esquema de acción o
pensamiento en relación a que la evaluación de sus
resultados indica que no es eficiente ,o a los cambios
en las condiciones del medio y/o de las
condiciones en que se realiza una tarea
especifica.
Flexibilidad mental
Memoria de trabajo Capacidad para mantener
información de forma activa , por un breve periodo de tiempo.
Permite mantener activada cierta cantidad de información que va a ser la encargada de guiar a la conducta.
Que interviene en importantes procesos
cognitivos como la comprensión del lenguaje, la lectura, el razonamiento, etc.
Fluidez
La velocidad y precisión en la búsqueda y actualización de la información.
La fluidez de verbos y acciones se relaciona con la zona motora y con el área de broca.
METACOGNICIÓN
Es definida como la capacidad para monitorear y controlar los propios procesos cognoscitivos (Shimamura, 2000).
Mentalización
La capacidad de pensar lo qué otra persona puede estar pensando.
Permite entender el comportamiento propio y ajeno como basado en creencias, sentimientos, deseos, esperanzas, intenciones, planes, etc.
Es una de las capacidades humanas más importantes para las relaciones interpersonales y sociales .
CONDUCTA SOCIAL
Es la implementación de reglas, permitiendo que de forma flexible se alterne, seleccione, actualice y se ejecuten procedimientos efectivos de conducta en base a situaciones sociales determinadas (Bunge, 2004).
MODELOS Y FUNCIONES EJECUTIVAS
MEMORIA DE TRABAJO MODELO
JERARQUICO DE STUSS Y BENSON
SAS DE NORMAN Y SHALLICE
MARCADOR SOMATICO DE DAMASIO
TEORIA DE LA INFORMACION CONTEXTUAL( COHEN)
MODELO STUSS 2007
TEORIA DEL ACONTECIMIENTO COMPLEJO ESTRUCTURADO (GRAFMAN)
FILTRO DINAMICO DE SHIMAMURA
MODELO KOECHLIN
MODELO FACTORIAL DE MIYAKE
TEORIA DE LA COMPLEJIDAD COGNITIVA Y CONTROL (ZELAZO)
LAS FUNCIONES DEL CORTEX PREFRONTALDE FUSTER
INTELIGENCIA EJECUTIVA DE GOLDBERG
Perspectiva Anatomofuncional:Organización funcional del lóbulo frontal y de las cortezas prefrontales
Anatomía funcional de la corteza frontal
Visión de componentes discretos (o clásica) VS
Visión de componentes jerárquicos
Visión de componentes discretos (o clásica): representada por la visión de la neuropsicología clínica.
Desde esta perspectiva la corteza prefrontal esta segregada en torno a un número de unidades neuroanatómicas (frecuentemente entre tres y cinco, dependiendo de los modelos) y cuyas funciones serian relativamente independientes entre sí, aunque coordinadas.
Esta visión es heredada de la idea de que lesiones específicas de porciones de la corteza frontal generan conjunto de síntomas específicos que constituyen tres síndromes principales:
•Síndrome disejecutivo, en el que la principal característica es el déficit en las funciones ejecutivas.•Síndrome desinhibido o psicopático, caracterizado por desinhibición conductual.•Síndrome apático, definido por una reducción de las conductas espontaneas, así como indiferencia y pobreza afectiva.
Cummings relaciono tres circuitos cortico subcorticales con los síndromes clínicos prefrontales:
Circuito prefrontal dorsolateral: relacionado con un síndrome disejecutivo y caracterizado por déficits en funciones ejecutivas, anomalías en la programación motora, rigidez cognitiva, incapacidad de generar hipótesis, reducción de la fluidez verbal y no verbal, así como déficits en formación de estrategias de aprendizaje y de construcción o copia de diseños complejos.
Circuito lateral orbitofrontal: relacionado con un síndrome orbitofrontal y caracterizado por franqueza excesiva, despreocupación, irritabilidad, euforia, falta de tacto, labilidad emocional y conductas dependientes de claves externas.
A pesar de las dificultades conceptuales y metodológicas, existen ciertos grupos de síntomas que tienden a ocurrir de manera conjunta tras las lesiones prefrontales y que varían en función de la localización de la lesión (fuster jm, 2008. en tirapu-ustárros et al, 2012).
Propuestas de organización de la corteza prefrontal, inspiradas en estudios neuropsicológicos y algunos trabajos de neuroimagen.
Circuito del cíngulo anterior: relacionado con un síndrome del cíngulo anterior y caracterizado por apatía, indiferencia, ausencia de reacción ante estímulos dolorosos y mutismo acinético en los casos más graves.
Este grupo de trabajo ha logrado establecer un mapa de cuatro grandes territorios prefrontales (dorsolateral izquierdo y derecho, medial inferior y medial superior) a los que se han asociado diversas operaciones cognitivas relacionadas con la ejecución de diversa tareas neuropsicológicas clásicas (fig. 4).
Trabajos neuropsicológicos:Planteamiento del equipo de trabajo Donald T. Stuss.
Toma de decisiones (decisión-making): dicha capacidad estaría relacionada con la actividad de las cortezas prefrontales ventromediales (ab 25 y parte inferior de las ab 24 y 32, así como regiones mediales de las ab 11, 12 y 10).
La capacidad de esta región para el desempeño de tales operaciones residiría en ser el punto de confluencia de información de la memoria de eventos, estructuras efectoras de las emociones y los sustratos de las sensaciones (feeling).
Planteamiento de Antoine BecharaPropuesta de organización de las cortezas frontales a partir de dos mecanismos ejecutivos principales.
2. Control de impulsos (impulse control): estaría subdividido funcional y neuroanatómicamente en al menos otros tres mecanismos:
Impulsividad motora: implica tanto la preparación como la ejecución prematura de una respuesta.
La alteración de este complejo sistema que combinan estos tipos de información resultaría una incapacidad para una adecuada toma de decisiones.
La principal estructura cerebral involucrada en el control de este tipo de conductas seria la corteza cingulada anterior, que a su vez estaría segregada en dos estructuras responsables de dos tipos de control motor: porción dorsal (inhibición de respuestas prepotentes de naturaleza no afectiva, como tareas go-no go o stroop) y porción rostral (inhibición de respuestas prepotentes de naturaleza afectiva, como tareas de tipo stroop emocional, o con tareas cuyas respuestas implican la obtención de reforzadores).
Impulsividad perceptiva: reflejaría la incapacidad de inhibir un pensamiento recurrente en la memoria operativa. Las perseveraciones en tareas como en el WCST y la incapacidad para el cambio de tareas serian ejemplos de este subtipo de impulsividad.
Anatómicamente la corteza prefrontal lateral parece una de las estructuras críticas para el desempeño de esta capacidad.
Impulsividad emocional: guardaría relación con la regulación emocional y la capacidad de resistir a las tentaciones.
La afectación de este mecanismo tendría como consecuencia alteraciones relacionadas con la hipersensibilidad al esfuerzo o la insensibilidad al castigo en la toma de decisiones.
Anatómicamente la regulación de este tercer sistema de control de la impulsividad guarda relación con el balance entre la actividad de dos subsistemas: un sistema estriatal amigdaloventral y otro prefrotal amigdalino.
Cortez prefrontal dorsolateral (áreas de brodmann 46 y 9/46).Desde que se demostró en estudios experimentales con primates que las lesiones del tercio medio del surco principal dificultaba la realización de tareas de memoria simple, diversos trabajos han sustentado de que dicha ab 46 podría representar la base neuroanatómica de la memoria operativa.
Trabajos de Joaquín Fuster, Patricia Goldman-Rakic: sostienen que esta región de la corteza prefrontal dorsal contribuye de manera determinante a la capacidad de mantener la información necesaria para la tarea durante periodos cortos.
Trabajos de Neuroimagen: Al menos tres regiones prefrontales se han investigado sistemáticamente con relación a tres conjuntos de procesos bien definidos desde la neuroimagen funcional:
GIRO FRONTAL INFERIOR (área
de Brodmann 47/12
LA PORCIÓN ANTERIOR DEL GIRO FRONTAL INFERIOR SE HA RELACIONADO CON LA RED EJECUTIVA EN VIRTUD DE SUS EXTENSAS CONEXIONES CON REGIONES TEMPORALES Y PARIETALES .ESTA REGIÓN PRE FRONTAL VENTRAL PARECE ACTIVARSE CUANDO ESTÍMULOS DE BAJA FRECUENCIA INESPERADOS O PREVIAMENTE APRENDIDOS COMO SEÑALES RELEVANTES, INTERRUMPEN EL PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN EN CURSO. ESTA VISIÓN ES CONSECUENTE
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con el rol atribuido a esta región en la interrupción o el corto circuitaje de la atención en presencia de eventos sensoriales novedosos o potencialmente relevantes conductualmente .El establecimiento de divisiones funcionales dentro del girofrontal inferior constituye un campo de investigación en desarrollo en la neuroimagen funcional actual.
GIRO FRONTAL INFERIOR Hemisferio cerebral izquierdo: localización del giro frontal inferior
Sinónimos Circunvolución frontal inferior; Tercera circunvolución frontal;Circunvolución de broca
44
12 4745
Un reciente estudio de Badre y Wagner a indicado que mientras la porción rostral del giro frontal inferior (AB 47) sustentaría el acceso controlado a representaciones conceptuales almacenadas de tipo abstracto La porción caudal del giro frontal inferior (AB 45) sería responsable de procesos más generales de selección que operaria tras el acceso a las representaciones de más alto nivel para resolverla competición entre el conjunto de las representaciones activadas
Superficie medial del hemisferio cerebral izquierdo, con el cíngulo anterior resaltado
Giro frontal en prueba experimentales La diferencia solo alcanzaron significación estadística en
dos regiones pre frontales: La porción anterior de la corteza frontal inferior (AB 45 Y 47/12) y la corteza cingulada anterior (AB 24 y 32)
Los datos parecerían indicar que el giro frontal inferior actuaria desenganchando la atención del set previo en función de la información proporcionada por la señal de cambio, y que la activación de la corteza cingulada anterior podría ser responsable de la monitorización de conflicto para la selección del nuevo programa de acción requerido para el cambio de tarea.
Consiste de las áreas de Brodmann 24, 32 y 33. Parece que juega un rol en una gama amplia de funciones autónomas, tales como regular la presión sanguínea y el ritmo cardíaco, como también para ciertas funciones cognitivas racionales, tales como la anticipación de premio, toma de decisiones, empatía y emociones
VISION DE COMPONENTES JERARQUICOS
La idea de jerarquía en el sistema nervioso es antigua en neurociencia
Esta noción de jerarquía comenzara a aplicarse a la organización de las cortezas frontales en la visión de Alexander Luria la corteza anterior (Lóbulo frontal) sería la unidad motora del encéfalo encargado de formular intenciones, organizarlas en programas de acción y ejecutar dichos programas estas 3 funciones dependería respectivamente de las áreas frontopolares (áreas motoras frontales terciarias) las áreas laterales (zona motora frontal secundaria) y la corteza motora primaria ( zona motora frontal primaria) usando este esquema podrían anticiparse las consecuencias de lesiones en cada una de estas regiones.
Al eje rostro caudal ventral, la existencia de organización jerárquica se ha demostrado en el nivel lingüístico. A si, en su trabajo Doguil et al , presentan una serie de experimentos ,diseñados a partir del modelo serial de la producción del lenguaje de Levelt y confirman la existencia de al menos 4 regiones prefrontales ventrales recíprocamente interconectadas relevantes en la puesta en marcha de distintas operaciones mentales durante la producción del lenguaje. En primer lugar, el área pre frontal ventral rostral (En torno al AB 47/12) mantendría conexiones con las áreas auditivas de asociación del lóbulo temporal y la corteza cingulada anterior y estaría implicada en funciones de asociación de palabras y memoria verbal a corto plazo.
En segundo lugar, la región pre frontal ventral caudal (en torno al AB 45) mantendría conexiones con la corteza pre frontal dorsal y el área de Wernicke, y estaría implicada en funciones gramaticales y de asociación condicional. En tercer lugar, la región pre motora de transición (AB 44 y 6) estaría conectada con el área motora suplementaria y las áreas somestesicas secundarias de la cara y la cavidad bucal, y su función implicaría la organización de secuencias complejas de movimiento. En último lugar la región más caudal se correspondería con el área motora bucalaringea (porción inferior del AB 4), estaría conectada con otras áreas pre motoras y áreas sinestesias primarias de la cara y estaría implicada en la producción de los movimientos oro faciales
VIAS DE CONEXIÓN FRONTALES
La anatomía frontal de las vías de conexión que dicha estructura cortical mantiene con el resto de regiones corticales y subcorticales del cerebro. primer lugar se ha estudiado la conectividad de la corteza frontal con estructuras subcorticales como el tálamo, amígdala o los ganglios basales. La segunda perspectiva a la hora de definir dicha conectividad se ha concentrado en delinear el patrón de conexiones cortico corticales que diferentes estructuras frontales mantienen con el resto del encéfalo a través de los grandes tractos encefálicos.
VIAS DE CONEXIÓN FRONTALES
Las regiones prefrontales orbitales y mediales están principalmente interconectadas con el tálamo medial, el hipotálamo, , la amígdala y la corteza temporal medial y límbica , incluido el hipocampo estas conexiones , filogenéticamente antiguas , suponen el sustrato neuroan atómico de la conducta emocional , instintiva y de la modulación de los afectos, por su parte las regiones de la corteza prefrontal lateral están principalmente conectadas con el tálamo lateral , el núcleo, caudado dorsal y el resto del neocortex
