PREFRONTAL CORTEX: ANATOMI, FUNKTIONER OCH SKADOR - NEUROPSYCHOLOGY

Den prefrontala cortex , även känd som den prefrontala cortex, är en region i hjärnan som är belägen i den främre delen av frontala lobar. Specifikt är denna struktur belägen framför motor- och förmotoriska områden i frontala cortex, vilket resulterar i en grundregion för planering av kognitivt utarbetade beteenden.

Ny forskning har kopplat den prefrontala cortex till aktiviteter som uttryck för personlighet, beslutsprocesser och tillräcklig adekvat socialt beteende hela tiden.

Prefrontal cortex (röd)

Således är denna region i hjärnan en av de grundläggande strukturerna som bestämmer egenskaperna hos mänskligt beteende, liksom genomförandet av de mest komplexa aktiviteterna.

Den här artikeln granskar de viktigaste egenskaperna hos den prefrontala cortex. De viktigaste teorierna om detta hjärnregion diskuteras, liksom de aktiviteter den utför och tillhörande störningar.

Egenskaper hos den prefrontala cortex

Den prefrontala cortex är en region i hjärnan som utgör cirka 30% av hjärnbarken. Denna struktur är belägen i det främre området av hjärnan, det vill säga i det område som är beläget i pannan, och utgör den främre delen av hjärnans frontala lober.

Mer specifikt ligger den prefrontala cortex strax före två andra viktiga områden i frontalben: motorcortex och pre-motor cortex. Det finns för närvarande tre huvudsakliga sätt att definiera den prefrontala cortex. Dessa är:

Som den granulära främre cortex.
Som projektionszon för thalamus mellankärnor.
Som den del av frontala cortex vars elektriska stimulering inte orsakar rörelser.

Den prefrontala cortex kan skiljas från andra områden i den främre loben genom dess cellkomposition, dess dopaminerga innervation och dess thalamiska ingång. På detta sätt utgör det idag en väletablerad och avgränsad region.

Frontalben

Enligt de flesta författare, såsom Miller och Cohen, är den prefrontala cortex den region som är mest utarbetad i primater, djur kända för sin mångsidiga och flexibla beteendepertoar.

Således utgör den prefrontala cortex en uppsättning neokortikala områden som skickar och tar emot projektioner från praktiskt taget alla sensoriska och motoriska kortikalsystem och många subkortikala strukturer, och är en grundregion för utveckling av beteende och personlighet.

Illustration av den prefrontala cortex

I detta avseende bestämde Miller och Cohen att den prefrontala cortex inte är en kritisk struktur för utförandet av enkla eller automatiska beteenden, som inte generaliseras till nya situationer.

Tvärtom, den prefrontala cortex är viktig i de aktiviteter som kräver top-down-behandling, det vill säga när beteende måste styras av interna tillstånd eller när det är nödvändigt att använda sociala och miljömässiga element som bestämmer beteende.

Anatomi

Underindelningar av den prefrontala cortex

Det prefrontala cortex har definierats genom dess cytoararkitektur av närvaron av ett granulärt skikt som motsvarar det fjärde lagret i hjärnbarken.

För närvarande är det inte helt klart vem som var den första som använde detta kriterium för att skilja den prefrontala cortex. Många av de banbrytande forskarna inom hjärncytoararkitektur begränsade den prefrontala termen till en mycket mindre region.

Men 1935 använde Carlyle Jacobsen termen prefrontal cortex för att differentiera de granulära prefrontala områdena från de icke-granulära motorerna och de pre-motoriska områdena i frontala loben.

I terminologin för Brodmanns områden inkluderar den prefrontala cortex områdena 8, 9, 10, 11, 44, 45, 46 och 47, så det är ett mycket brett område med ett stort antal strukturer i den.

Brodmann områden

Å andra sidan framträder den prefrontala cortex som en projiceringszon för kärnorna i thalamus, enligt arbetet från Rose och Woolsey. Dessa författare visade att dessa icke-primatdjur (som inte har ett prefrontalt cortex) projicerar till olika regioner. Specifikt mot de främre och ventrale områdena.

Likaså finns det för närvarande studier som har visat att prognoserna för den mediodorsala kärnan i thalamus inte är begränsade till den prefrontala cortex i primater, men att de också kan resa till andra hjärnstrukturer.

Slutligen, idag är den prefrontala cortex också känd som det området i frontala cortex vars elektriska stimulering inte orsakar observerbara rörelser. Emellertid orsakar denna definition viss kontrovers eftersom frånvaron av observerbara rörelser efter elektrisk stimulering också kan observeras i icke-granulära regioner i cortex.

Funktioner

Det prefrontala cortexet är en struktur som är starkt sammankopplad med mycket av hjärnan. Inuti den kan man se rikliga förbindelser med andra kortikala och subkortikala regioner.

Den dorsala prefrontala cortex är speciellt sammankopplade med hjärnregioner involverade i processer som uppmärksamhet, kognition och handling. Istället förbinder den ventrala prefrontala cortex med hjärnstrukturer relaterade till och involverade i känslosystem.

Slutligen bör det noteras att den prefrontala cortex får information från hjärnstammens upphetsningssystem, och dess funktion är särskilt beroende av dess neurokemiska miljö.

Hjärnstam (orange)

Mer generellt finns det för närvarande en hög vetenskaplig enighet om att den prefrontala cortex är en region i hjärnan som främst är involverad i planering av kognitivt komplexa beteenden.

Denna typ av funktioner innebär utförande av aktiviteter som uttryck för personlighet, utveckling av beslutsprocesser eller anpassning av beteende till de sociala situationer som uppstår hela tiden.

Således är den prefrontala cortex en grundläggande region för att koordinera tankar och handlingar enligt interna mål och förvärvad kunskap.

För att bestämma funktionaliteten hos den prefrontala cortex har den medicinska termen verkställande funktion utvecklats. Denna typ av funktion hänvisar till förmågan att skilja mellan motstridiga tankar, göra moraliska bedömningar, förutsäga konsekvenser etc.

Aktivitet hos den prefrontala cortex

För närvarande finns det många teorier som försöker definiera hur den prefrontala cortex fungerar genom verkställande funktioner.

I detta avseende är den prefrontala cortex ett funktionellt mycket svårt att analysera och studera, eftersom det har flera anslutningar med praktiskt taget alla strukturer i hjärnan.

Men utöver den mekanism som den kan presentera, är den typ av aktiviteter som den genomför för närvarande väl beskrivet. Aktiviteten hos den prefrontala cortex faller på vad som kallas verkställande funktioner och kännetecknas av att utföra följande åtgärder:

Utveckling av kapacitet för att formulera mål och designplaner.
Utveckling av befogenheter involverade i planeringsprocesser och strategier för att uppnå mål.
Utförande av färdigheter involverade i genomförandet av planerna.
Erkännande av prestationen som uppnåtts genom beteendet och behovet av att förändra aktiviteten, stoppa den och generera nya handlingsplaner.
Hämning av olämpliga svar.
Beteende urvalsprocess och dess organisation i rum och tid.
Utveckling av kognitiv flexibilitet i övervakningsstrategier.
Övervakning av beteenden baserat på motiverande och affektiva tillstånd.
Övervakning av beteenden baserat på det speciella i sammanhanget hela tiden.
Beslutsfattande.

Prefrontal cortex och verkställande funktioner

MR av hjärnan

Genom de första studierna av Fuster och Goldman-Rakic utvecklades termen verkställande funktioner för att ge ett namn på den kapacitet och aktivitet som den prefrontala cortex utvecklar.

Exekutiv funktion hänvisar således till förmågan att representera information som inte finns i miljön vid en given tidpunkt, liksom skapandet av en "mental anteckningsblock."

Således omfattar begreppet exekutiv funktion av den prefrontala cortex utvecklingen av kognitiva svar på komplexa eller svåra att lösa problem.

Nuvarande studier tyder på att tidigare erfarenheter representeras i den prefrontala cortex för att tillämpa dem på nutiden och på detta sätt vägleda beslutsfattandet.

I allmänhet skulle den prefrontala cortex genom denna funktion vara hjärnans struktur som skulle ge människor förmågan att resonera och förmågan att använda kunskap och tidigare erfarenheter för att modulera beteende.

Mer specifikt beskriver Goldman-Rakins arbete dessa typer av funktioner som det sätt på vilket representativ kunskap kan användas för att intelligent vägleda tankar, handlingar och känslor.

Exekutiva funktioner skulle vara en process som skulle ge upphov till förmågan att hämma tankar, beteenden och sensationer som anses vara olämpliga.

Teorier om verkställande funktioner

För närvarande finns det många olika teorier som försöker förklara den specifika funktionen för denna aktivitet som utförs av den prefrontala cortex. En av dem antyder att arbetsminnet skulle vara en grundläggande del av processen för uppmärksamhet och beteendehämning.

Specifikt ger arbetsminnet dig möjlighet att behålla den nya information som fångas in och hålla den i några sekunder i personens sinne. Anpassningen av denna information med förkunskaper kan vara den process som gav upphov till verkställande funktioner och bestämde aktiviteten hos den prefrontala cortex.

Å andra sidan föreslog Shimamura teorin om dynamisk filtrering för att beskriva den prefrontala cortexens roll i verkställande funktioner.

I denna teori antas det att prefrontala cortex skulle fungera som en filtreringsmekanism på hög nivå som skulle gynna målorienterade aktiveringar och hämma aktiveringar som kan vara irrelevanta.

Slutligen föreslog Miller och Cohen en integrerande teori om funktionen av den prefrontala cortex. I denna teori är det teoretiserat att kognitiv kontroll uppstår från aktivt underhåll av aktivitetsmönster i den prefrontala cortex, som syftar till att skapa representationer av de mål som ska uppnås och de nödvändiga medlen för att uppnå det.

Lesioner i den prefrontala cortex

Phineas gage

Den första upptäckten om skador i den prefrontala cortex gjordes genom dokumentationen av det berömda fallet Phineas Gage, en järnvägsarbetare som efter en olycka fick en allvarlig skada i hjärnans frontala lob.

Genom hjärnskada som kritiskt involverade prefrontala cortex behöll Phineas sitt minne, tal och motoriska färdigheter. Men hans personlighetsdrag förändrades radikalt efter olyckan.

I själva verket gjorde skadorna i den prefrontala cortex honom irriterad, otålig och med stora brister i sociala och interpersonella relationer.

Därefter har andra studier som utförts med patienter med prefrontala skador visat att människor kan korrekt verbalisera vad som skulle vara det mest lämpliga sociala beteendet under vissa omständigheter.

Trots att de korrekt kan resonera beteendet att följa har de i praktiken svårigheter att utföra nämnda beteenden. I vardagen brukar de faktiskt göra handlingar som ger omedelbar tillfredsställelse trots att de känner till de negativa konsekvenserna de kan göra på lång sikt.

Tillhörande störningar

Uppgifterna som samlas in om effekterna av direkt skada på det prefrontala cortex indikerar att denna region i hjärnan inte bara är relaterad till förmågan att förstå de långsiktiga konsekvenserna, utan också innebär den mentala förmågan att försena omedelbar tillfredsställelse .

I dag finns det en riklig litteratur som syftar till att förbättra förståelsen för den prefrontala cortexens roll vid olika neurologiska störningar, såsom schizofreni, bipolär störning eller hyperaktivitetsstörning i uppmärksamhetsunderskott.

Dessa tre psykopatologier har varit relaterade till en viss dysfunktion i hjärnbarken, ett faktum som skulle motivera uppkomsten av beteendeförändringar hos människor.

På samma sätt har nu kliniska prövningar med farmakoterapi inletts som har funnit att vissa läkemedel, såsom guanfacin, förbättrar funktionen hos den prefrontala cortex.

Slutligen antas det att andra patologiska tillstånd som depression, förhöjda stressreaktioner, beteenden och självmordsförsök, sociopatier eller narkotikamissbruk också kan vara relaterade till funktionen av den prefrontala cortex.

Emellertid är de vetenskapliga bevisen på dessa hypoteser begränsade och ytterligare undersökning krävs för att bestämma den prefrontala cortexens roll i dessa typer av psykopatologiska störningar.

referenser

Jódar, M (Ed) et al (2014). Neuropsychology. Barcelona, redaktionell UOC.
Javier Tirapu Ustárroz et al. (2012). Neuropsykologi för prefrontala cortex och exekutiva funktioner. Redaktionell Viguer.
Lapuente, R. (2010). Neuropsychology. Madrid, Plaza-upplagan.
Junqué, C. I Barroso, J (2009). Neuropsychology. Madrid, red. Syntes.
Bryan Kolb, Ian Q. Whishaw (2006): Human Neuropsychology. Redaktör Médica Panamericana, Barcelona.
Jódar, M (ed). (2005). Språk- och minnesstörningar. Redaktionell UOC.

PREFRONTAL CORTEX: ANATOMI, FUNKTIONER OCH SKADOR - NEUROPSYCHOLOGY - 2025