Ficha N 1 - Sistemas y procesos atencionales

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Neurofisiología II – Cát. 123
Ficha de cátedra Nº 1
Sistemas y procesos atencionales
Mario Squillace, Gabriela Sánchez Negrete, Pilar Kufa, Alberto Iorio.
Índice
Neurofisiología II – Cát. 123 1
Ficha de cátedra Nº 1 1
Síntesis del tema 2
Tipos de atención 2
Subsistemas atencionales 3
El modelo multicomponente de Michael Posner 3
Subsistema de orientación 5
Subsistema ejecutivo 7
El subsistema ejecutivo y la memoria de trabajo 7
El subsistema ejecutivo y la inhibición de interferencias. 8
Alteraciones de la red ejecutiva 10
Conclusiones 11
Referencias bibliográficas 12
1
1. Síntesis del tema
1.1. Concepto de atención
La atención es un conjunto de procesos psicológicos a través de los cuales se
selecciona tanto la información del entorno como del organismo. Los procesos de
atención cumplen una importante función adaptativa, la cual consiste en procesar de
forma prioritaria y preferencial la información que es relevante para satisfacer
necesidades y perseguir objetivos, en especial en condiciones en las que los estímulos
externos e internos son abundantes. Los mecanismos atencionales subyacen a todos los
demás procesos cognitivos, como la percepción, el reconocimiento, la motivación y la
acción, otorgándoles a estas actividades mentales la direccionalidad y coherencia
necesarias para alcanzar metas.
La variedad de procesos atencionales es tan numerosa y diversa que algunas
teorías psicológicas consideran la existencia de un “sistema atencional” compuesto por
un conjunto de subsistemas, cada uno de los cuales participa de los diferentes
mecanismos atencionales.
1.2. Tipos de atención
Cuando hablamos de atención podemos estarnos refiriendo a diferentes tareas
cognitivas. Por eso nos referiremos a éstas como diferentes subtipos de atención. Según
Muñoz Céspedes y Tirapu Ustárroz (2001) se pueden distinguir distintos tipos de
atención las cuales son:
● La atención focalizada: representada como la capacidad de dirigir la atención a
estímulos específicos.
● La atención sostenida: comprendida como la capacidad de mantener la
concentración sobre un objeto o una actividad durante un tiempo prolongado,
resistiendo la fatiga y la distracción de estímulos perturbadores.
● La atención selectiva: capacidad de mantener la atención focalizada sobre un
estímulo eludiendo la influencia de otros estímulos distractores.
● La atención alternante: flexibilidad cognitiva para cambiar el foco de atención
2
entre distintos estímulos en forma alternante o consecutiva.
● La atención dividida: se la entiende como la capacidad de responder a varios
estímulos simultáneos presentados en la misma o en distintas modalidades
sensoriales.
1.3. Subsistemas atencionales
Los estudios neurofisiológicos y las evidencias neuropsicológicas apoyan la
existencia de la atención entendida como un sistema compuesto de múltiples
componentes en los cuales parecen tener un papel crucial diferentes estructuras del
sistema nervioso central (SNC). Algunos autores (p.e. Posner & Petersen, 1990)
sugieren considerar al sistema atencional constituido por tres subsistemas o redes
atencionales que funcionan en serie y en paralelo, sosteniendo el control de los
diferentes tipos de atención. Las tres redes son: a) el subsistema de alerta; b) el
subsistema de orientación, y c) el subsistema ejecutivo. Aunque estos subsistemas están
especialmente vinculados con los distintos tipos de procesos atencionales, éstos son
interdependientes. Por ejemplo, la actividad del subsistema de alerta es tanto necesaria
para la actividad de los sistemas de orientación como del ejecutivo.
Figura 1. Redes atencionales y estructuras del SNC vinculadas con las redes atencionales. Imagen
extraída de Fuentes Melero, y García Sevilla (2006).
2. El modelo multicomponente de Michael Posner
3
2.1. Subsistema de alerta
La alerta se define como el estado propio de la vigilia en el cual existe un alto
grado de sensibilidad a la influencia de los estímulos y una elevada disposición para
realizar acciones con velocidad y precisión. El término "arousal" se utiliza
habitualmente para hacer referencia a un estado de incremento de la actividad mental
asociado a cambios en la actividad cerebral comprobable, por ejemplo, a través
electroencefalografía .1
El estado de alerta puede fluctuar dentro de cierto rango, y de acuerdo a la
duración y magnitud de las variaciones pueden distinguirse el alerta tónico, el nivel de
alerta que se mantiene en forma más o menos estable, y el alerta fásico, la variación
transitoria, rápida y breve del estado de alerta. De manera esquemática puede decirse
que el alerta tónico es principalmente "endógeno" (generado por motivaciones o
intereses del individuo), mientras que el alerta fásico es "exógeno" (generado por
estímulos del entorno), aunque ambos componentes de la alerta se consideran
interactivos.
Las estructuras del SNC que están principalmente involucradas en la integridad
funcional del subsistema de alerta son la formación reticulada del tronco cerebral y la
corteza prefrontal del hemisferio cerebral derecho. Dentro de la formación reticulada se
destaca la vía noradrenérgica originada en el locus coeruleus. Se ha demostrado que si
se bloquea la acción de la noradrenalina central se reduce el efecto facilitador que tienen
las señales de aviso sobre la velocidad de respuesta a los estímulos . Por otra parte, ha2
sido demostrada la participación de la corteza prefrontal derecha en el estado de alerta.
Aquellos pacientes con lesiones en esas áreas evidencian dificultad para mantener el
estado de alerta. A su vez se ha evidenciado en estudios de medición de flujo cerebral
2 La red de alerta está sujeta a los ritmos circadianos (ritmos de alrededor de 24 horas) por lo que las personas
están normalmente más atentas en ciertos momentos del día y menos en otros. Hay además diferencias
individuales respecto a la influencia de los ritmos circadianos, por lo que algunos individuos parecen estar más
activos y atentos durante la mañana (alondras) y otros más durante la noche (búhos)
1 El electroencefalograma (EEG) es el registro gráfico de la actividad eléctrica del encéfalo. El trazado EEG se
caracteriza por los ritmos (variaciones periódicas de voltaje), que se denomina delta, theta, alfa, beta y gama de
acuerdo a la frecuencia del ritmo. El ritmo alfa (8 a 13 ciclos por segundo), se presenta fundamentalmente
durante la vigilia en reposo. El ritmo beta (14 a 30 ciclos por segundo), se presenta generalmente durante la
actividad mental ("arousal"). Los ritmos lentos (delta y theta), se presentan normalmente en el adulto en
determinadas etapas del sueño.
4
en tareas que requieren atención sostenida. Entre los trastornos de estado de alerta se3
pueden incluir el "estado confusional", las "alteraciones de conciencia", y el "síndrome
narcoléptico".
2.2. Subsistema de orientación
La orientación se define como la capacidad de los sistemas sensoperceptivos de
enfocar un área determinada del campo sensorial, para detectar y discriminar estímulos
particulares. La orientación no implica solamente el enfoque hacia el sector del espacio
extrapersonal, sino que requiere el desenganche de la atención del enfoque previo. La
orientación atencional visual se acompaña generalmente de movimientos oculares, sin
embargo también es posible realizar una orientación encubierta sin movimientos de los
ojos, tal es el caso cuando se focaliza la observación de una escena "con el rabillo del
ojo". Por otro lado, la orientación no es sólo un mecanismo reflejo o automático (reflejo
de orientación), sino que también puede ser dirigida en forma voluntaria .4
Las estructuras del SNC que están principalmente involucradas en la integridad
funcional del subsistema de orientación son: a nivel cortical la corteza parietal
posterior y la corteza prefrontal especialmente del hemisferio derecho, a nivel
subcortical el núcleo pulvinar del tálamo, y a nivel del tronco cerebral los colículos
superiores.5
Investigaciones en individuos sanos durante tareas atencionales por medio de la
5 Investigaciones en individuos sanos utilizando la técnica TEP mientras los sujetos debían responder ante la
presentación de estímulos especiales (letra objetivo “X”), en el campo visual izquierdo o derecho, mostraron
que el núcleo pulvinar se activó en mayor grado cuando la letra objetivo se presentaba junto con estímulos
distractores (letras G y Q), que cuando se presentaba en forma aislada. Estos resultados sugieren que el núcleo
pulvinar participa de los mecanismos por los cuales los estímulos relevantes son "amplificados" y los
estímulos irrelevantes son "filtrados".
4 El reflejo de orientación se presenta en animales y humanos. Consiste en una respuesta conductual y
fisiológica (cambios viscerales y electroencefalográficos) ante estímulos novedosos que se presentan en el
entorno del individuo. Constituye un cambio fásico del estado de alerta y el desplazamiento de los sistemas
sensoperceptivos hacia la fuente del estímulo novedoso. Los tubérculos cuadrigéminos (colículos) del
mesencéfalo son estructuras del SNC que reciben información visual y auditiva, participando de manera
destacada en los mecanismos del reflejo de orientación. En los seres humanos, los colículos superiores se
conectan con el núcleo pulvinar del tálamo y éste con la corteza parietal posterior, integrando el "subsistema
atencional posterior".
3 La atención sostenida o "vigilancia" es el tipo de fenómeno atencional dependiente del subsistema de alerta.
Entre los instrumentos de evaluación de este estado se puede mencionar el "Continuous Performance Test"
(CPT), que mide el mantenimiento de la capacidad de responder ante la aparición de estímulos en un contexto
de ausencia de refuerzos.
5
técnica TEP (Tomografía por Emisión de Positrones) mostraron que cuando la atención
se desplaza al hemicampo visual izquierdo se activa solo la corteza parietal posterior
derecha, cuando la atención se desplaza al hemicampo visual derecho se activan las
cortezas parietales en forma bilateral. Se presume que la corteza parietal izquierda
permite el desenganche atencional de objetos ubicados sólo en el hemicampo visual
derecho, mientras que la corteza parietal derecha permitiría el desenganche de ambos
hemicampos visuales, derecho e izquierdo.
Pacientes con lesión en la corteza cerebral fronto-parietal derecha pueden
desarrollar un cuadro denominado heminegligencia caracterizado por la incapacidad o
dificultad para explorar la mitad del campo visual contrario a la lesión. Esto los lleva,
por ejemplo, a dejar la comida que está en la parte izquierda del plato o a tropezar con
objetos ubicados en el espacio extrapersonal inatendido. La inatención de la
heminegligencia no se reduce a la modalidad sensorial visual, sino que se verifica
también en la inatención a estímulos auditivos y somatosensoriales (en ocasiones los
pacientes con heminegligencia asean sólo la mitad de su cuerpo).6
Pacientes con lesión en las áreas de la corteza de asociación temporo-parietal
pueden presentar el trastorno denominado simultagnosia, que se caracteriza por una
identificación normal de figuras en el campo visual cuando se presentan en forma
sucesiva. No obstante, hay una incapacidad de identificar las figuras cuando se
presentan en forma conjunta o superpuesta. Esto no depende del lado del espacio
extrapersonal del paciente, sino de la incapacidad para integrar estímulos presentados
en el mismo lado del espacio.
6 En pacientes que presentan síndrome de heminegligencia leve, asociado a lesión de la corteza frontal o
parietal posterior, se puede comprobar el signo de extinción: Al presentar en forma sucesiva dos estímulos en
los campos visuales izquierdo y derecho, los pacientes son capaces de identificarlos, pero cuando se presentan
en forma simultánea, estas personas, frecuentemente, no son capaces de identificar el estímulo presentado en el
lado contralateral a la lesión (generalmente en el hemisferio derecho). Se interpreta que el fenómeno de
extinción resulta de la incapacidad del paciente de desplazar el foco de atención hacia el espacio contralateral
cuando éste está centrado en el hemicampo ipsilateral. El fenómeno de extinción es independiente de la
modalidad sensorial, ya que puede comprobarse en la identificación de objetos por el tacto.
6
2.3. Subsistema ejecutivo
Se define como control ejecutivo a un conjunto de procesos que se manifiestan:
1. Cuando se intenta realizar una conducta dirigida a un fin, que requiere
planificación y organización de la actividad.
2. Durante actividades no rutinarias en situaciones novedosas.
3. Ante demandas cambiantes o ante la necesidad de resolución de conflictos.
Este subsistema hace referencia a los procesos que permiten el control voluntario
de la atención, la utilización de la atención ante situaciones novedosas, la flexibilidad de
cambio de objetivo atencional, la autorregulación del comportamiento, y al
mantenimiento de un objetivo o meta pese a las interferencias.
Las estructuras del SNC que están principalmente involucradas en la integridad
funcional del subsistema de control ejecutivo son la corteza prefrontal (que incluye el
área motora suplementaria y el campo ocular frontal), la corteza cingular anterior,
estructuras subcorticales (ganglios de la base como el neoestriado, entre otras). Tanto la
corteza frontal como la corteza cingular anterior reciben proyecciones dopaminérgicas
provenientes del área tegmental central en el tronco cerebral.
2.3.1. El subsistema ejecutivo y la memoria de trabajo
La memoria de trabajo utiliza este componente ejecutivo atencional para
acceder, seleccionar y manipular información. Wagner y colaboradores (2001) han
evidenciado que la corteza prefrontal lateral permite operaciones de repaso (rehearsal)
sobre la información que se atiende. A su vez, en la activación de la corteza prefrontal
lateral pueden observarse dos subcomponentes:
1. El componente de la corteza prefrontal ventrolateral es la que permitiría acceder a
representaciones procedentes del cortex posterior y mantenerlas activas
(generando un repaso superficial).
7
2. Luego, esa información que se sostiene puede ser seleccionada y manipulada a
través de la corteza prefrontal dorsolateral (esto permite un repaso elaborado). Ver
figura 2.
2.3.2. El subsistema ejecutivo y la inhibición de interferencias.
Bush, Luu y Posner (2000) ponen de manifiesto que la corteza cingulada cumple
funciones de supervisión del conflicto entre respuestas automáticas y acciones nuevas.
También esta función tiene dos subcomponentes, que pueden localizarse neuro
anatómicamente:
1) La corteza cingulada anterior dorsal resuelve interferencias de tipo
cognitivo. Por ejemplo, inhibir la actividad automática de leer palabras que denominan
colores, cuando la actividad que debe realizarse es decir el color de la tinta en que se
encuentran impresas dichas palabras. Este tipo de tarea ocasiona cierta dificultad
haciendo que el individuo tarde más tiempo en poder realizarla, que si solo tuviera que
denominar los colores o solo tuviera que leer. También es más difícil está tarea de
denominar el color de la tinta de palabras escritas de colores, que denominar el color de
8
la tinta si lo que estuviera escrito fueran solo no-palabras (por ejemplo conjuntos de
XXXX). La demora se produce porque el individuo debe inhibir la tarea automática de
leer y tiene que realizar, a velocidad, una tarea con la que no está familiarizado. La
capacidad de control inhibitorio atencional provoca diferencias individuales, algunas
personas harán más rápido y otras más lento este ejercicio. Esta demora se la llama
efecto stroop (por el psicólogo Stroop que desarrolló el test) y podemos tener una
medida objetivable de qué capacidad de control inhibitorio atencional tiene un
individuo. Cuanto menos tarda en realizar la tarea de Stroop, mejor es este control
voluntario sobre las respuestas automáticas.
2) Porotra parte, la corteza cingulada anterior ventral supervisa el conflicto,
pero en este caso de tipo emocional. Por ejemplo, al realizar el control atencional sobre
imágenes y palabras con carga emocional el individuo debe controlar las interferencias
de tipo afectivo. Así como se mencionó la tarea Stroop cognitivo, hay otras tareas
Stroop pero de tipo emocional. Por ejemplo, imagine que tiene que denominar los
colores en las que están impresas palabras de las cuales muchas tienen significados que
provocan una alta carga emocional para determinadas personas. Así, una persona con
fobia social que debe denominar colores de palabras que dicen cosas como
“humillación”, “vergüenza”, “burla”, etc., tendrá posiblemente efectos emocionales a
partir de la lectura automática de estas palabras. Este tipo de contenidos ocasiona un
conflicto de tipo emocional donde el subsistema ejecutivo atencional debe supervisar e
inhibir dichas interferencias para poder continuar realizando la tarea de denominación
de colores.
Bush et al. (2000) muestran que la corteza cingulada anterior ventral se activa
para inhibir este tipo de conflictos. También los mismos autores mostraron que las dos
áreas (dorsal y ventral) se inhiben mutuamente dependiendo de la calidad de la tarea
que deba realizar el individuo (sea ésta emocional o cognitiva).
9
2.3.3. Alteraciones de la red ejecutiva
En la clínica neuropsicológica son centrales las alteraciones de la red ejecutiva
en los “síndromes frontales” y en el “déficit de atención”, para poder explicar muchos
aspectos de su sintomatología.
El “síndrome frontal” se presenta en pacientes con lesiones frontales extensas.
Los trastornos atencionales del síndrome frontal incluyen dificultad en el sostenimiento
de la concentración, pérdida de la selectividad, distractibilidad e incapacidad para
realizar conductas dirigidas hacia metas, en tanto que no pueden inhibir respuestas a
estímulos irrelevantes.
El trastorno por “déficit de atención” (con o sin hiperactividad) está relacionado
con alteraciones de los sistemas de neurotransmisores moduladores que proyectan sobre
la corteza prefrontal. Estos pacientes tienen dificultades para inhibir la interferencia de
estímulos distractores lo que no les permite concentrarse en una tarea determinada. Esta
dificultad se asocia frecuentemente con problemas de planificación y organización de
sus actividades en que incurren estos pacientes. Las limitaciones que exhiben en el
ámbito académico resultan de la inconstancia y el mayor esfuerzo cognitivo requerido
para alcanzar logros.
10
3. Conclusiones
La atención es un proceso psicológico que modula redes neurales del cerebro,
organizando y seleccionando información tanto del medio exterior como de nuestros
pensamientos y sensaciones internas. Es el principal modulador de otros sistemas como
la percepción, la memoria, el lenguaje, etc. Sin atención es prácticamente imposible
organizar la conducta.
Las redes que constituyen la atención están distribuidas ampliamente en el
encéfalo. Sin embargo, esto no implica que el cerebro funcione como un todo para
sostener la función atencional. Por el contrario, cada nodo de la red procesa diferentes
aspectos de la tarea y la red neural entera genera la función completa. Las redes
atencionales controlan el procesamiento de la información interactuando y cooperando
entre sí.
Los tres subsistemas propuestos por Posner, aunque han sido descriptos por
separado por una cuestión didáctica, funcionan en permanente interacción. Tal
coordinación de los subcomponentes del sistema permite que la atención emerja en
apariencia como un “fenómeno unitario”. Cada uno de los distintos aspectos de la
atención puede requerir de la actividad de más de un subsistema atencional. En
ocasiones los componentes de un subsistema atencional pueden dañarse de manera
independiente, alterando algunos aspectos de la atención, no obstante la indemnidad
funcional de los otros subsistemas pueden intentar compensar el déficit ocurrido.
Muchos trastornos neurológicos, neuropsicológicos y psicopatológicos tienen
como característica alguna alteración de este sistema complejo. Con su conocimiento
tenemos una mayor probabilidad de obtener un mayor entendimiento de los mismos, y
desarrollar técnicas terapéuticas para su abordaje.
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