Prefrontale cortex anatomie, functies en daarmee samenhangende aandoeningen

de prefrontale cortex, ook bekend als prefrontale cortex, is een hersengebied dat zich in het voorste gedeelte van de frontale kwabben bevindt.

In het bijzonder bevindt deze structuur zich voor de motorische en pre-motorische gebieden van de frontale cortex, resulterend in een basisregio voor de planning van cognitief uitgewerkt gedrag..

Recent onderzoek heeft de prefrontale cortex gekoppeld aan activiteiten zoals persoonlijkheidsuitdrukkingen, besluitvormingsprocessen en toereikendheid van sociaal gedrag te allen tijde.

Dit deel van de hersenen is dus een van de basisstructuren die de kwaliteiten van het menselijk gedrag bepalen, evenals de uitvoering van de meest complexe activiteiten.

In dit artikel bespreken we de belangrijkste kenmerken van de prefrontale cortex. De belangrijkste theorieën over deze regio van de hersenen worden besproken, evenals de activiteiten die het uitvoert en de bijbehorende stoornissen.

Kenmerken van de prefrontale cortex

De prefrontale cortex (PFC) is een hersengebied dat ongeveer 30% van de hersenschors uitmaakt.

Deze structuur bevindt zich in het frontale gebied van de hersenen, dat wil zeggen in het gebied dat zich op het voorhoofd bevindt, en vormt het voorste gedeelte van de voorhoofdskwabben van de hersenen..

Meer specifiek ligt de CPF vlak voor twee andere belangrijke gebieden van de frontale kwab: de motorische cortex en de pre-motorische cortex..

Momenteel zijn er drie hoofdmanieren om de prefrontale cortex te definiëren. Dit zijn:

1. Zoals de korrelige frontale cortex.
2. Als het projectiegebied van de midden-dorsale kern van de thalamus.
3. Zoals het deel van de frontale cortex waarvan de elektrische stimulatie geen bewegingen veroorzaakt.

De CPF kan worden onderscheiden van andere gebieden van de frontale kwab door de cellulaire samenstelling, de dopaminerge innervatie en de thalamische afferenten. Op deze manier vormt het vandaag een gevestigde en afgebakende regio.

Volgens de meeste auteurs, zoals Miller en Cohen, is de prefrontale cortex de regio die het meest is uitgewerkt in primaten, dieren die bekend staan ​​om hun diverse en flexibele gedragsrepertoire.

De CPF vormt dus een verzameling neocorticale gebieden die projecties verzenden en ontvangen van praktisch alle corticale sensorische, motorische en vele sub-corticale structuren, en is een basisregio voor de ontwikkeling van gedrag en persoonlijkheid.

In die zin hebben Miller en Cohen vastgesteld dat de CPF geen kritische structuur is voor de uitvoering van eenvoudig of automatisch gedrag, die niet generaliseren naar nieuwe situaties.

Integendeel, de prefrontale cortex is belangrijk in die activiteiten die top-down-verwerking vereisen, dat wil zeggen wanneer het gedrag moet worden geleid door interne toestanden of wanneer het nodig is om sociale en omgevingselementen te gebruiken die het gedrag bepalen.

anatomie

De CPF is gedefinieerd door zijn cytoarchitectuur door de aanwezigheid van een korrelige laag die overeenkomt met de vierde laag van de hersenschors.

Op dit moment is het niet helemaal duidelijk wie de eerste was die dit criterium van onderscheid van de prefrontale cortex gebruikte. Veel van de baanbrekende onderzoekers in cerebrale cytoarchitectuur beperkten de prefrontale termijn tot een veel kleinere regio.

Echter, in 1935 gebruikte Carlyle Jacobsen de term CPF om de prefrontale korrelige gebieden te onderscheiden van de niet-granulaire motor- en pre-motorische gebieden van de frontale kwab..

In de terminologie van de gebieden van Brodmann omvat de prefrontale cortex de gebieden 8, 9, 10, 11, 44, 45, 46 en 47, wat resulteert in een zeer groot gebied met een groot aantal structuren in het inwendige.

Aan de andere kant valt de CPF op als een projectiegebied van de thalamuskernen, volgens het werk van Rose en Woolsey. Deze auteurs toonden aan dat bij niet-primitieve dieren (die geen FPC hebben) deze structuren naar verschillende regio's worden geprojecteerd. Specifiek, in de richting van de voorste en ventrale gebieden.

Ook zijn er momenteel studies die hebben aangetoond dat de projecties van de mediodorsale kern van de thalamus niet beperkt zijn tot de PFC in primaten, maar ook naar andere hersenstructuren kunnen reizen..

Tenslotte staat de CPF vandaag ook bekend als het gebied van de frontale cortex waarvan de elektrische stimulatie geen waarneembare bewegingen veroorzaakt. Deze definitie veroorzaakt echter enige controverse omdat de afwezigheid van waarneembare bewegingen na elektrische stimulatie ook kan worden waargenomen in niet-granulaire gebieden van de cortex.

functies

De prefrontale cortex is een structuur die sterk verbonden is met veel van de hersenen. Binnenin zie je overvloedige verbindingen met andere regio's, zowel corticale als sub-corticale..

In deze zin is de dorsale prefrontale cortex vooral verbonden met hersengebieden die betrokken zijn bij processen zoals aandacht, cognitie en actie. De ventrale prefrontale cortex daarentegen staat in verbinding met hersenstructuren die verband houden met en betrokken zijn bij emotieprocessen.

Ten slotte moet er rekening mee worden gehouden dat de CPF informatie ontvangt van de opwindingssystemen van de hersenstam en dat de functie ervan in het bijzonder afhankelijk is van zijn neurochemische omgeving.

Meer in het algemeen is er momenteel een hoge wetenschappelijke consensus om vast te stellen dat de prefrontale cortex een deel van de hersenen is dat voornamelijk betrokken is bij de planning van cognitief complex gedrag..

Dit type functies omvat de realisatie van activiteiten zoals de uitdrukking van persoonlijkheid, de ontwikkeling van besluitvormingsprocessen of de aanpassing van gedrag aan sociale situaties die zich op elk moment voordoen.

De CPF is dus een fundamenteel gebied om gedachten en acties te coördineren in overeenstemming met interne doelen en opgedane kennis.

In deze zin, om de functionaliteit van de prefrontale cortex te bepalen, is de medische term van de uitvoerende functie ontwikkeld. Dit type functie verwijst naar het vermogen om onderscheid te maken tussen tegenstrijdige gedachten, morele oordelen te vellen, gevolgen te voorspellen, enz..

Pre-frontale cortex en uitvoerende functies

Door de initiële studies van Fuster en Goldman-Rakic, werd de termijn van uitvoerende functies uitgewerkt om naam te geven aan de capaciteit en activiteit die de prefrontale cortex ontwikkelt..

De uitvoerende functie verwijst dus naar het vermogen om informatie weer te geven die op een bepaald moment niet in de omgeving aanwezig is, evenals de creatie van een "mentale notitieboek".

Dus, onder het concept van uitvoerende functie van de prefrontale cortex is de ontwikkeling van cognitieve reacties op complexe of moeilijk op te lossen problemen.

In deze zin wijzen de huidige studies erop dat de CPF eerdere ervaringen vertegenwoordigt om ze op het heden toe te passen en op deze manier de besluitvorming te begeleiden.

In het algemeen zou de prefrontale cortex, via deze functie, de hersenstructuur zijn die mensen het vermogen zou geven om te redeneren en het vermogen om kennis en ervaringen uit het verleden te gebruiken om gedrag te moduleren.

Meer concreet beschrijft het werk van Goldman-Rakin dit soort functies als de manier waarop representatieve kennis kan worden gebruikt om gedachten, acties en emoties intelligent te begeleiden..

De uitvoerende functies zouden een proces zijn dat zou leiden tot het vermogen om gedachten, gedragingen en gewaarwordingen te blokkeren die als ongepast worden beschouwd.

Theorieën van uitvoerende functies

Tegenwoordig zijn er veel verschillende theorieën die proberen de concrete werking van deze door de CPF onschadelijke activiteit uit te leggen.

Een van hen stelt dat werkgeheugen een fundamenteel onderdeel zou zijn van het proces van aandacht en gedragsremming.

In het bijzonder maakt het werkgeheugen het mogelijk de nieuwe vastgelegde informatie te behouden en deze een paar seconden in de geest van de persoon te houden. De aanpassing van deze informatie aan voorkennis kan het proces zijn dat aanleiding zou geven tot de uitvoerende functies en de activiteit van de CPF bepalen.

Aan de andere kant stelde Shimamura de theorie van dynamische filtering voor om de rol van de prefrontale cortex in executieve functies te beschrijven.

In deze theorie wordt verondersteld dat de CPF zou fungeren als een filtermechanisme op hoog niveau dat doelgerichte activeringen zou bevorderen en activeringen zou blokkeren die irrelevant zouden kunnen zijn..

Uiteindelijk stelden Miller en Cohen een integratieve theorie voor over het functioneren van de prefrontale cortex. In deze theorie wordt getheoretiseerd dat cognitieve controle voortkomt uit het actieve onderhoud van activiteitspatronen in de CPF, die gericht zijn op het creëren van representaties van de te bereiken doelen en de middelen die nodig zijn om dit te bereiken..

Activiteit van de CPF

Momenteel zijn er veel theorieën die proberen te definiëren hoe de werking van de CPF plaatsvindt via uitvoerende functies.

In deze zin is de prefrontale cortex een functioneel zeer moeilijk gebied om te analyseren en te bestuderen, omdat het meerdere verbindingen heeft met praktisch alle hersenstructuren..

Maar afgezien van het mechanisme dat kan worden gepresenteerd, is het momenteel goed beschreven welk type activiteiten worden uitgevoerd.

Zoals eerder vermeld, valt de activiteit van de CPF onder wat bekend staat als executieve functies en wordt gekenmerkt door het uitvoeren van de volgende acties:

1. Ontwikkeling van capaciteiten om doelen en ontwerpplannen te formuleren.
2. Ontwikkeling van faculteiten die betrokken zijn bij de planning van processen en strategieën gericht op het bereiken van doelstellingen.
3. Uitvoering van vaardigheden die betrokken zijn bij de uitvoering van de plannen.
4. Erkenning van door gedrag behaalde resultaten en de noodzaak om activiteiten te wijzigen, te stoppen en nieuwe actieplannen te genereren.
5. Remming van ongepaste reacties.
6. Proces van selectie van gedrag en hun organisatie in ruimte en tijd.
7. Ontwikkeling van cognitieve flexibiliteit bij strategiemonitoring.
8. Toezicht op gedrag gebaseerd op motivationele en affectieve toestanden.
9. Supervisie van gedrag op basis van de bijzonderheden van de context te allen tijde.
10. Besluitvorming.

Schade aan de CPF

De eerste bevinding over laesies in de prefrontale cortex werd gemaakt door de documentatie van het beroemde geval van Phineas Gage, een spoorwegarbeider die, na een ongeval, een ernstige verwonding aan de frontale kwab van de hersenen ervoer.

Door de hersenbeschadiging die de CPF kritisch had geleden, behield Phineas zijn geheugenvaardigheden, spraak- en motoriek. Zijn persoonlijkheidstrekken veranderden echter radicaal na het ongeluk.

In feite maakte de schade aan de prefrontale cortex hem prikkelbaar, ongeduldig en met hoge tekorten in sociale en interpersoonlijke relaties.

Vervolgens hebben andere onderzoeken met patiënten die getroffen zijn door prefrontale schade aangetoond dat mensen in staat zijn om correct te verwoorden wat het meest geschikte sociale gedrag onder bepaalde omstandigheden zou zijn.

Ondanks dat ze het gedrag dat moet worden gevolgd correct kunnen redeneren, hebben ze in de praktijk problemen bij het uitvoeren van dit gedrag. In feite hebben ze in het dagelijkse leven de neiging om handelingen uit te voeren die onmiddellijke bevrediging inhouden, ondanks de negatieve gevolgen die kunnen leiden tot de lange termijn.

Bijbehorende aandoeningen

De verzamelde gegevens over de effecten van directe schade aan de PFC duiden erop dat dit deel van de hersenen niet alleen gerelateerd is aan het vermogen om langetermijngevolgen te begrijpen, maar ook aan de mentale capaciteit om directe bevrediging uit te stellen..

In deze zin is er tegenwoordig een overvloedige literatuur gericht op het verbeteren van het begrip van de rol van de prefrontale cortex bij verschillende neurologische aandoeningen, zoals schizofrenie, bipolaire stoornis of attention deficit hyperactivity disorder..

Deze drie psychopathologieën zijn gerelateerd aan een bepaalde disfunctie van de hersenschors, een feit dat de verschijning van gedragsveranderingen bij mensen zou kunnen motiveren.

Evenzo zijn klinische proeven met farmacotherapie nu begonnen, die hebben aangetoond dat bepaalde geneesmiddelen, zoals guanfacine, de functie van de prefrontale cortex verbeteren.

Ten slotte wordt verondersteld dat andere pathologische aandoeningen zoals depressie, hoge stressreacties, gedrag en zelfmoordpogingen, sociopathieën of drugsverslaving ook verband kunnen houden met de werking van de PFC..

Het wetenschappelijk bewijs over deze hypothesen is echter beperkt en verder onderzoek is nodig om de rol van de PFC in dit soort psychopathologische veranderingen te bepalen..

referenties

1. Jódar, M (Ed) en cols (2014). Neuropsychologie. Barcelona, ​​redactie UOC.
2. Javier Tirapu Ustárroz et al. (2012). Neuropsychologie van de prefrontale cortex en executieve functies. Redactie Viguer.
3. Lapuente, R (2010). Neuropsychologie. Madrid, Plaza-editie.
4. Junqué, C. I Barroso, J (2009). Neuropsychologie. Madrid, Ed. Synthesis.
5. Bryan Kolb, Ian Q. Whishaw (2006): menselijke neuropsychologie. Redactie Panamericana Medical, Barcelona.
6. Jódar, M (ed). (2005). Taal- en geheugenstoornissen. UOC.