Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
Cortex prefrontal Neuroanatomía y Modelos A. Slachevsky Ch., MD, PhD Instituto de Ciencias Biomédicas Departamento de Ciencias Neurológicas Facultad de Medicina U. de Chile Unidad de Neurología Cognitiva y Demencias Hospital del Salvador Clínica Alemana Email: aslachevsky@adsl.tie.cl Dibujo publicado en la revista Life en el año 1947 que caricaturiza cómo el CPF tiraniza al resto del cerebro y cómo el resto del cerebro recupera su bienestar tras una lobotomía Trastornos Neuropsicológicos y corteza prefrontal 1. Anatomía 2. Principales manifestaciones clínicas 3. Funciones y organización anatomo-funcional 4. Concepto de: Funciones ejecutivas Auto-regulación del comportamiento 5. Modelos de funcionamiento ¿Como se explica el rol del CPF? La Anatomía Los Modelos Cortex prefrontal Azul: Cortex prefrontal; morado: área visual suplementaria; verde: área premotora; roja: área motora primaria Cortex prefrontal Divisiones funcionales del Cortex prefrontal Cortex prefrontal Desarrollo filogenético Cortex prefrontal Desarrollo filogenético Maduración cerebral propuesto por Flechsing. Los número indican el orden de maduración (Fuster JM, 1997) Maduración cerebral propuesto por Flechsing. Los número indican el orden de maduración (Fuster JM, 1997) Mielinasión del cortex prefrontal se termina a los 16 años Cortex prefrontal Divisiones funcionales del Cortex prefrontal Cortex prefrontal Divisiones funcionales del Cortex prefrontal ¿ EXISTE UN FRACCIONAMIENTO FUNCIONAL EN EL CX PREFRONTAL? (Koechlin, in press) Cortex prefrontal Principales conexiones del Cortex prefrontal Cortex prefrontal Principales conexiones del Cortex prefrontal Cortex prefrontal Principales conexiones del Cortex prefrontal Cortex prefrontal Principales conexiones del Cortex prefrontal Cortex Prefrontal (Cerca de Pucón 2005) Caso de Phineas Gage 1848: Inicio de la Historia moderna del Cortex Prefrontal: Recuperación medica parecía completa, no obstante…… «The equilibrium or balance, so to speak, between his intellectual abilities and animal propoensities, seems to have been destroyed » (Harlow, 1968) Casos Emblemáticos Phineas Gage (1848) Phineas Gage - Harlow (1868) ”He is fitful, irreverent, indulging at times in the grossest profanity,impatient of restraint or advice when it conflicts with his desires; at times pertinaciously obstinate yet capricious and vascillating. His friends and acquaintances said he was no longer Gage” “ Es capricioso, poco respectuoso, llegando a ser grosero, impaciente, poco tolerante con los limites que se oponen a sus deseos; a veces obstinado y cambiante. Sus amigos y conocidos decian que no era mas Gage” Casos Clasicos EVR / Elliot: “A modern day Gage” • 32 años – Miembro activo comunidad, carrera profesional en ascenso • 35 años – Remoción meningioma OBF • Preservación de la inteligencia, lenguaje • Problemas de “adaptación”: – Dilapidación ahorros de la familia – Disminución rendimiento laboral – Divorcio y dificultades importante en nuevas relaciones de parejas – “Preparándose para ir a trabajar” durante todo el día – Horas en decidir donde comer • Incapacidad de planificar o hacer juicios (sociales, financieros) • Trastorno de la toma de decisión (Eslinger & Damasio, 1985) Casos Emblemáticos Paciente EVR (Damasio & Eslinger, 1985) • Indiferente a sus problemas • Dificultad para tomar decisiones incluso para cosas simples ¡¡ No es capaz de decidirse en que restaurante comer !! Trastornos del comportamiento Trastornos del comportamiento Trastornos del comportamiento Trastornos del comportamiento Conducta de imitación y utilización (Lhermitte et al., 86) Trastornos del comportamiento Conducta de imitación y utilización (Lhermitte et al., 86) CLINICA • Trastornos cognitivos Casos Clásicos “Un día, aproximadamente quince meses después de la operación...ella había planeado hacer una cena simple para un invitado y cuatro miembros de su propia familia... tenía el día entero para preparar la comida. Era algo que podría haber hecho fácilmente hace diez años. Cuando llegó la hora de la comida, se encontraba en la cocina, con el conjunto de los ingredientes para la cena sobre la mesa, había puesto a cocinar uno o dos cosas, pero la ensalada no estaba lista, no había empezado a cocinar la carne. Ella estaba cansada y confundida por el esfuerzo que había hecho durante el día para preparar la comida. Parecía evidente que nunca podría lograr preparar sola el conjunto de los platos. Con ayuda, la tarea de preparación se completó rápidamente y la cena fue un éxito, con la paciente hablando y riéndose de una manera totalmente normal” Trastornos del comportamiento Test de clasificación de cartas de Wisconsin Trastorno de la programación motriz Alteración del juicio & razonamiento Dificultad de planificación Lentitud Perseveraciones Trastornos cognitivos Clínica de las lesiones prefrontales • Trastornos motores – Disfunción del sistema intencional: – Perseveraciones Casos clásicos Luria (1964) - Ejemplo : Hay 18 libros en dos estantes y esta dispuestos de tal manera que hay el doble de libros en un estante en comparación al otro. Cuanto libros hay en cada estante ? Respuesta: 18 / 2 = 9; 18 x 2 = 36. Casos clásicos Historias absurdas Humor Sd de desorganización de las acciones Apraxia frontal Sd de desorganización de las acciones – Acciones con múltiples pasos: → Omisión de pasos → Inversión de los pasos → Perseveraciones → Confusiones/ substituciones en el uso de los objetos → Errores espaciales (Schwartz et al.,1995) No respeto de los objetivos de las acciones Interrupción de las tareas en curso Clínica de las lesiones frontales Trastornos del lenguaje • Déficit del lenguaje secundario a lesiones prefrontales son de dos tipos: – Activación – Formulación (paralinguistico) • “ Afasia adinamica” – Déficit de la activación – Disminución de la fluencia – Lesiones frontomediales • Área motora suplementaria • Circonv. Cingulado anterior Clínica de las lesiones frontales Trastornos del lenguaje • Trastornos del discurso: – De tipo generativo: • Problemas en la generación de frases • Utilización de sintaxis compleja • Lesiones izquierdas – De tipo narrativo • Trastornos en el discurso • Trastornos en la narración de historias • Lesiones del cortes dorsolateral. Clínica de las lesiones frontales Trastornos del lenguaje • Trastornos del discurso: – Lesiones izquierdas: • Simplificación & Repeticiones (perseveraciones) de segmentos de las frases o de frases • Omisión de elemento. – Lesiones derechas causan exageración de los detalles, no respecto del tópico del discurso, inserción de elementos irrelevantes y disprosodia Clínica de las lesiones frontales Trastornos de Memoria • Lesiones frontales no resultan en un “sindrome amnesico” completo • Evaluaciones superficiales pueden enmascarar los trastornos de memoria en lesiones frontales • Evaluaciones “cuidadosas” ponen en evidencia diferentes trastornos en lesiones frontales • Meta-análisis: Evaluación en pacientes con lesiones frontales – Recuerdo libre – Recuerdo con clave – Reconocimiento ⇒ Recuerdo < Reconocimiento, sobre todo cuando pueden utilizarse estrategias para registrar y/o recuperar la información ⇒ Reconocimiento < Controles Trastornos de la memoria Clínica de las lesiones frontales Trastornos de Memoria Modelo Hera Clínica de las lesiones frontales Trastornos de Memoria – Memoria contextual → Memoria de la fuente (Ferguson et al., 1992) Recuerdo del ítem/ hecho aprendido,no recuerdo de cuando o como la información fue aprendida”. → Falsos reconocimientos (Pakin et al., 1996) Sd de Capgras SINDROMES FRONTALES • SINDROME DORSOLATERAL • SINDROME MEDIAL • SINDROME ORBITOFRONTAL Cortex prefrontal dorsolateral Cortex prefrontal dorsolateral • Funciones Ejecutivas – Planificación, organización y ejecución de comportamientos complejos dirigidos a un objetivo – Flexibilidad cognitiva – Resolución de problemas – Conceptualización Cortex prefrontal dorsolateral • Trastorno de la evocación • Dificultad de modificar el comportamiento frente a un cambio del ambiente • Trastorno en la generación de estrategia para resolver problemas • Trastorno de la abstracción • Trastorno del control mental • Depresión Cortex prefrontal dorsolateral • Trastorno de la evocación • Dificultad de modificar el comportamiento frente a un cambio del ambiente • Trastorno en la generación de estrategia para resolver problemas • Trastorno de la abstracción • Trastorno del control mental • Depresión Circuito orbitofrontal Cortex orbitofrontal • Comportamientos socialmente inadaptados • Sd orbitofrontal – Desinhibición y disminución de la auto-regulación del comportamiento – Falta de tacto y empatía – Trastorno del juicio social – Disminución de la capacidad introspectiva – Irritabilidad – Labilidad emocional, depresión, hypomania – Negligencia personal, disminución de la higiene Cortex frontomedial Sd frontomedial Disminución del interés Disminución de la motivación Trastorno de la iniciacion Disminución de la iniciativa Indiferencia emocional Dificultad en mantenerse en una tarea y terminarla Sd Frontales Elemento en común Trastorno en el control voluntario del comportamiento Trastorno en la capacidad de “generar” comportamientos “Hyperdependencia” del ambiente Clínica de las lesiones frontales Sindrome dorsolateral ¿Cuando sospechar una disfunción ejecutiva ? Trastorno cognitivos Altamente sugerentes : – Trastornos de la iniciación y supresión de las respuestas – Trastornos de la focalización de la atención – Deducción de regla – Mantenimiento y cambio de un patrón de patrón de respuestas – Resolución de problemas y planificación – Generación de información (Godefroy et al.,2003) Resumen funciones prefrontales Región cortical prefrontal Función cognitiva Manifestación clínica (en relación a condición premorbida) Dorsolateral Memoria de trabajo Mantener un numero telefónico por un corto tiempo en memoria y marcarlo Razonamiento Comprender porque los objetos son similares, deducir una respuesta de un problema y adaptarse a un evento imprevisto Comprensión de situaciones Leer un texto corto o ver un programa y entender el tema principal Clínica de las lesiones frontales • Trastornos de la personalidad y del comportamiento emocional – “Sindrome pseudodepresivo” • Enlentecimiento • Reduccion de la actividad • Animo parece depresivo • Lesiones frontales mediales y/o del polo frontal Clínica de las lesiones frontales • Trastornos de la personalidad y del comportamiento emocional – “Sindrome pseudopsicopatico”” • Desinibicion y tono euforico- maniaco del humor • Lesion del cortes orbitaria ¿Cuando sospechar una disfunción ejecutiva ? Trastorno del comportamiento Altamente sugerente: – Hipoactividad global con abulia-apatía-falta de espontaneidad – Hyperactividad global con distractibilidad- impulsividad- desinhibición – Perseveraciones y comportamientos estereotipados – Sd de dependencia al entorno (comportamiento de utilización y imitación) (Godefroy et al.,2003) Resumen funciones prefrontales Región cortical prefrontal Función cognitiva Manifestación clínica (en relación a condición premorbida) Ventromedial Conductas sociales Comentarios sexuales inapropiados, come excesivamente y otras conductas sociales inadecuadas Inhibición de respuestas preponderantes Comportamientos estereotipados (repetición incasable de mismas frases o actos) Motivación y recompensa Disfruta las mismas actividades o cosas que antes Resumen funciones prefrontales Región cortical prefrontal Función cognitiva Manifestación clínica (en relación a condición premorbida) Medial Control de la atención Distraccion por estimulos visuales o auditivos irrelevantes Planificación Capacidad de realizar actividades de la vida diaria (uso de cajero automáticos, preparar una comida compleja) Frontopolar Planificación adaptativa Capacidad de ser interrumpido en medio de una conversación para contestar el teléfono y después retomar la conversación Funciones del cortex prefrontal • Atención • Planificación, control ejecutivo, resolución de problemas, razonamiento • Memoria de trabajo • Creación de secuencias temporales y ordenar secuencias de acciones y eventos • Lenguaje • Inhibición del comportamiento • Personalidad Jonathan Cohen, 2001 Personalidad Resolución de problemas Motricidad Lenguaje Memoria de trabajo Atención Toma de decisiones Razonamiento Planificación ? Trastornos del comportamiento Adaptación al medio Organización secuencial y temporal del comportamiento Planificación Espacio “Pseudoagnosia”/ Negligencia motora (Volcán Villarrica 2005) ¿Como se explica el rol del cortex prefrontal? Anatomía • Situación anatómica privilegiada: – Conjunción de información: • Medio externo • Medio interno • Memoria • Emociones – Elaboración respuestas El rol del corteza prefrontal?: La anatomía Ganglios de la base Cortex asociativo sensitivo Sistema limbico Cortex motor Ejecución Esquemas motores Recuerdos Medio Externo Cortex prefrontal Adaptación del comportamiento Hipocampo Medio Interno Como se explica el rol del cortex prefrontal Anatomía El rol de la corteza prefrontal?: La anatomía (Fuster, 2000) ¿ Como conceptualizar las funciones y los diferentes de funcionamiento del cortex prefrontal ? Regulación del comportamiento Funciones ejecutivas ¿ EXISTE UN FRACCIONAMIENTO FUNCIONAL EN EL CX PREFRONTAL? ¿ EXISTE UN FRACCIONAMIENTO FUNCIONAL EN EL CORTEX PREFRONTAL? ¿ EXISTE UN FRACCIONAMIENTO FUNCIONAL EN EL CORTEX PREFRONTAL? El rol del corteza prefrontal?: Del punto vista cognitivo Ambiente Análisis Plan Memoria de trabajo Respuesta Sensibilidad a las consecuencias de las acciones «El ejecutivo»: Control de las acciones (Slachevsky et al, 01) Modelo de las funciones ejecutivas Memoria Atención Lenguaje Funciones es paciales Funciones Ejecutivas El director de orquesta Lesiones prefrontales Funciones Ejecutivas • Implicadas en actividades cognitivas complejas: – Resolución de problemas nuevos – Modificación del comportamiento en función de informaciones nuevas – Elaboración de estrategias de acción – Organización del comportamiento para la obtención de un objetivo ⇒ Concepto de funciones ejecutivas “ Producto de la operación co-ordinada de varios procesos para lograr un objetivo dado de una manera flexible ” Lesiones prefrontales Funciones Ejecutivas ⇒ Concepto de funciones ejecutivas “ Producto de la operación co-ordinada de varios procesos para lograr un objetivo dado de una manera flexible ” 1. Shifting (Flexibilidad) “ Shifting back and forh between multiple tasks or mental sets 2. Updating (Actualizacion) Monitoring incomimg information for relevance to task at hand and then appropriately updating the informational content by replacing old, no longer relevant information with newer, more relevant information 3. Inhibition (Inhibicion) Deliberately inhibiting dominant, automatic, or prepotent responses(Miyake et al. 00) Corteza Prefrontal Cognición y comportamiento • Dos formas de toma de decisiones : – Verídica :determinada desde afuera, desde la tarea – Adaptativa: centrada en el individuo, ambigua, basada en las preferencias del sujeto más que en lo acertado de la elección. Se toma desde el sí mismo. ( E. Goldberg, 2000) Lesiones prefrontales Auto-regulación del comportamiento • Adaptación al medio – Generación de comportamientos adaptados al medio y a la historia del individuo • Contexto externo • Contexto interno: “Concepto de una persona con una continuidad temporal, un pasado y una projeccion en el futuro ⇒ Concepto de la auto-regulacion del comportamiento “ Capacidad de regular el comportamiento según objetivos propios al individuo y restricciones presentes” Resulta de la capacidad de mantener en mente una representación de si-mismo y de usar esa representación para inhibir respuestas inapropiadas (Stuss & Levine, 02) Resumen • Corteza prefrontal dos funciones principales: – Control ejecutivo – Auto-regulación del comportamiento Como se explica el rol del cortex prefrontal Modelos de funcionamiento • Modelo de Mesulam • Modelos de Shallice y Norman – Sistema de supervisión atencional • Modelos de Fuster: – Memoria de trabajo • Modelo de Damasio: – Marcadores somáticos • Modelo de Koechlin The Default Mode Los datos clínicos indican la participación del CPF como un modulador B A D C Modulador B A AB C Operador (por defecto) - The default mode caracteriza la unión Inflexible de estímulos-respuestas, sensibles al medio interno, pero impermeables a la modificación por el contexto o la experiencia. - Respuestas automáticas e inmediatas (comportamiento instintivo) M-M. Mesulam, 2000 - La principal función del CPF es suprimir y trascender el modo por defecto, haciendo las respuestas contingentes y no obligatorias Trascendiendo el operador por defecto… Modelo integrador “Trascendencia del modo predeterminado” Trascend the default mode (Mesulam, 02) • “Corteza prefrontal permite que las respuesta neuronal a un estimulo dado no sean obligatorias sino contingentes” • Mecanismos: – Memoria de trabajo – Inhibición de la distractibilidad – Búsqueda activa de la novedad y de la posibilidad de elección – Valencia emocional de las experiencias y acciones – Codificación del contexto – Cambio de perspectiva y “relativismo” mental Modelos de funcionamiento Modelo del control atencional de Norman & Shallice • Dos tipos de acciones: – Acciones automáticas o rutinas, sin control conciente – Comportamientos nuevos, en situaciones inhabitúales, voluntarios, con control conciente El Sistema de supervisión atencional de Norman y Shallice El Sistema de supervisión atencional de Norman y Shallice 2 Niveles de control de las acciones: • Acciones cotidianas/ rutinarias/ automáticas → “Dimiridor” de conflicto • Acciones nuevas/ complejas/ presencia de un conflicto → Sistema de supervisión atencional → SAS depende de la corteza frontal (Shallice,02) P E R C E P C I O N SISTEMA EFECTOR Dimiridor De conflicto El sistema de supervisión atencional Información sensorial Respuestas El Sistema de supervisión atencional de Norman y Shallice Trastornos a nivel del sistema de supervisión atencional explica: → Sd de adherencia al medio: → Comportamiento de utilización → Comportamiento de imitación → Rigidez conductual o perseverancias: → Falla en la inhibición de esquemas de acciones preponderantes → Distractibilidad → Falla en la inhibición de esquemas de acción competitivos Modelos de funcionamiento Memoria de Trabajo • Modelo de Fuster ,1971: – Interrupción del ciclo percepción-acción ⇒ Posibilidad de “integración de la información sensorial y actos motores en secuencias conductuales novedosas, complejas y propositivas” Estimulo Intervalo de 5” Respuesta Conducta Humana Atención Memoria Lenguaje Cognición Conductas motoras Percepción Vigilia Capacidad visuoespecial Emociones Impulso Organización temporal Anticipación Selección de objetivos Planificación Monitorización Prefrontal medial / basal Control Ejecutivo Autoconciencia Prefrontal Posterior/basal Modelo Jerárquico de Stuss & Benson Teoría de los marcadores somáticos ( Damasio, 94) Causa del trastorno en toma de decisiones en pacientes con lesiones frontales → Una disminución de la reactividad emocional Evaluación mas ecológica: Toma de decisión The Bechara Gambling Task +$250 -$300 +$300 -$1250 +$50 -$100 +$50 -$50 A B C D Cartas A + B frecuentemente ganancias altas Ocasionalmente perdidas altas Cartas C+D Bajas ganancias Bajas perdidas Causa del trastorno en toma de decisiones en pacientes con lesiones frontales → Recuerdo menos intenso de las emociones ligadas a experiencias previas Trastorno del comportamiento • Trastorno de la toma de decisiones Decisión Hechos Alternativas Anticipación de las consecuencias Activación implícita de las experiencias emocionales ligadas a situaciones similares Situación Razonamiento explicita Teoría de los marcadores somáticos ( Damasio) Modelo Cascada Modelo en Cascada - El modelo postula una cascada de control que se extiende desde las regiones anteriores a las regiones posteriores del CPFL - El modelo cascada explica el rol del CPFL en el CC, su organización funcional y su participación en la adaptación del comportamiento - Sin embargo, el modelo fue probado en RNMf con: - Sólo sujetos sanos - Información puramente cognitiva M C E B Koechlin & cols, Nature 399, 148-151 (1999) Koechlin & cols, Science 302 (2003) Modelo Cascada Modelo Cascada Modelo Cascada Validacion Anatomo-clinica ( Azuar, Reyes, Slachevsky et al. en preparacion) Koechlin & cols, Nature 399, 148-151 (1999) Koechlin & cols, Science 302 (2003) Modelo en Cascada - El reclutamiento de las distintas regiones prefrontales depende de la presencia de señales contextuales, temporales o de ramificaciones Anterior Posterior Cortex prefrontal y modelo cascada (Koechlin, in press) Cortex prefrontal y modelo cascada Resumen RESUMEN Prat en Villarrica
Compartir