Corteza prefrontal: anatomía, funciones y lesiones
La corteza prefrontal, también conocida como córtex prefrontal, es una región del cerebro que se localiza en la parte anterior de los lóbulos frontales. Concretamente, esta estructura se ubica delante de las áreas motora y pre-motora de la corteza frontal, resultando una región básica para la planificación de comportamientos cognitivamente elaborados.
Investigaciones recientes han relacionado la corteza prefrontal con actividades como la expresión de la personalidad, los procesos de toma de decisiones, y la adecuación del comportamiento social adecuado en cada momento.
Así pues, esta región del cerebro es una de las estructuras básicas que determina las cualidades del comportamiento humano, así como la ejecución de las actividades más complejas.
En este artículo se revisan las principales características de la corteza prefrontal. Se comentan las teorías principales acerca de esta región del cerebro, así como las actividades que realiza y los trastornos asociados.
Índice del artículo
- 1 Características de la corteza prefrontal
- 2 Anatomía
- 3 Funciones
- 4 Corteza prefrontal y funciones ejecutivas
- 5 Teorías de las funciones ejecutivas
- 6 Lesiones en la corteza prefrontal
- 7 Trastornos asociados
- 8 Referencias
La corteza prefrontal es una región del cerebro que constituye, aproximadamente, el 30% de la corteza cerebral. Esta estructura se localiza en la región frontal del cerebro, es decir, en la zona que se ubica en la frente, y constituye la parte anterior de los lóbulos frontales del cerebro.
De forma más concreta, la corteza prefrontal se halla justo por delante de otras dos áreas importantes del lóbulo frontal: la corteza motora y la corteza pre-motora. En la actualidad existen tres formas principales de definir la corteza prefrontal. Estas son:
- Como la corteza frontal granular.
- Como la zona de proyección del núcleo medio-dorsal del tálamo.
- Como la parte de la corteza frontal cuya estimulación eléctrica no provoca movimientos.
La corteza prefrontal se puede distinguir de otras áreas del lóbulo frontal a través de su composición celular, su inervación dopaminérgica y sus aferencia talámicas. De este modo, constituye hoy en día una región bien establecida y delimitada.
Según la mayoría de autores, como por ejemplo Miller y Cohen, la corteza prefrontal es la región que está más elaborada en primates, animales conocidos por su repertorio comportamental diverso y flexible.
Así pues, la corteza prefrontal constituye un conjunto de áreas neocorticales que envía y recibe proyecciones desde prácticamente todos los sistemas corticales sensoriales, motores y muchas estructuras sub-corticales, y resulta una región básica para el desarrollo del comportamiento y la personalidad.
En este sentido, Miller y Cohen determinaron que la corteza prefrontal no resulta una estructura crítica para la realización de comportamientos simples o automáticos, los cuales no se generalizan a nuevas situaciones.
Por lo contrario, la corteza prefrontal resulta importante en esas actividades que requieren un procesamiento de arriba-abajo, es decir, cuando el comportamiento debe ser guiado por estados internos o cuando es necesario utilizar elementos sociales y ambientales que determinen la conducta.
La corteza prefrontal ha sido definida a través de su citoarquitectura por la presencia de una capa granular que corresponde a la cuarta capa de la corteza cerebral.
En la actualidad, no está del todo claro quién fue el primero en utilizar este criterio de distinción de la corteza prefrontal. Muchos de los investigadores pioneros en la citoarquitectura cerebral restringieron el termino prefrontal a una región mucho más pequeña.
No obstante, en 1935, Carlyle Jacobsen empleó el término de corteza prefrontal para diferenciar las áreas prefrontales granulares de las áreas no granulares motora y pre-motora del lóbulo frontal.
En la terminología de las áreas de Brodmann, la corteza prefrontal incluye las áreas 8, 9, 10, 11, 44, 45, 46 y 47, por lo que resulta una región muy amplia con una gran cantidad de estructuras en su interior.
Por otro lado, la corteza prefrontal destaca por ser una zona de proyección de los núcleos del tálamo, según apunta el trabajo de Rose y Woolsey. Esto autores demostraron que en animales no primates (que no tienen corteza prefrontal), estas estructuras se proyectan hacia regiones diferentes. Concretamente, hacia las zonas anterior y ventral.
Así mismo, en la actualidad existen estudios que han mostrado que las proyecciones del núcleo mediodorsal del tálamo no están restringidas a la corteza prefrontal en los primates, sino que podrían viajar también hacia otras estructuras cerebrales.
Finalmente, hoy en día la corteza prefrontal también se conoce como aquella área de la corteza frontal cuya estimulación eléctrica no provoca movimientos observables. No obstante, esta definición causa una cierta controversia ya que la ausencia de movimientos observables tras estimulación eléctrica también se puede observar en regiones no granulares de la corteza.
La corteza prefrontal es una estructura que se encuentra fuertemente interconectada con gran parte del cerebro. En su interior se pueden visualizar abundantes conexiones con otras regiones tanto corticales como sub-corticales.
La corteza prefrontal dorsal está especialmente interconectada con regiones cerebrales implicadas en procesos como la atención, la cognición y la acción. En cambio, la corteza prefrontal ventral se interconecta con estructuras cerebrales relacionadas e implicadas con los procesos de emoción.
Finalmente, cabe tener en cuenta que la corteza prefrontal recibe información de los sistemas de arousal del tronco del encéfalo, y su función es particularmente dependiente de su ambiente neuroquímico.
De forma más general, en la actualidad existe un elevado consenso científico en establecer que la corteza prefrontal es una región del cerebro que está principalmente involucrada en la planificación de comportamientos cognitivamente complejos.
Este tipo de funciones implica la realización de actividades como la expresión de la personalidad, el desarrollo de procesos de toma de decisiones o la adecuación del comportamiento a las situaciones sociales que se dan en cada momento.
Así pues, la corteza prefrontal resulta una región fundamental para coordinar los pensamientos y las acciones de acuerdo con las metas internas y los conocimientos adquiridas.
Para determinar la funcionalidad de la corteza prefrontal se ha desarrollado el término médico de función ejecutiva. Este tipo de función hace referencia a la capacidad de establecer distinciones entre pensamientos conflictivos, realizar juicios morales, predecir consecuencias, etc.
En la actualidad, existen muchas teorías que tratan de definir cómo se produce el funcionamiento de la corteza prefrontal mediante las funciones ejecutivas.
En este sentido, la corteza prefrontal resulta una región funcionalmente muy difícil de analizar y estudiar, ya que presenta múltiples conexiones con prácticamente todas las estructuras del cerebro.
No obstante, más allá del mecanismo que puede presentar, en la actualidad sí que está bien descrito el tipo de actividades que lleva a cabo. La actividad de la corteza prefrontal recae en lo que se conoce como funciones ejecutivas y se caracteriza por realizar las siguientes acciones:
- Desarrollo de capacidades para formular metas y diseño de planes.
- Desarrollo de facultades implicadas en la planificación de los procesos y las estrategias destinadas a lograr objetivos.
- Ejecución de habilidades implicadas en la ejecución de los planes.
- Reconocimiento del logro adquirido a través de la conducta y de la necesidad de alterar la actividad, detenerla y generar nuevos planes de acción.
- Inhibición de respuestas inadecuadas.
- Proceso de selección de conductas y su organización en el espacio y en el tiempo.
- Desarrollo de flexibilidad cognitiva en la monitorización de estrategias.
- Supervisión de las conductas en función de estados motivacionales y afectivos.
- Supervisión de las conductas en función de las particularidades del contexto en cada momento.
- Toma de decisiones.
A través de los estudios iniciales de Fuster y Goldman-Rakic, se elaboró el término de funciones ejecutivas para dar nombre a la capacidad y a la actividad que desarrolla la corteza prefrontal.
La función ejecutiva hace referencia pues a la capacidad para representar la información que no se encuentra presente en el medio ambiente en un momento dado, así como a la creación de un “bloc de notas mental”.
Así pues, bajo el concepto de función ejecutiva de la corteza prefrontal se engloba la elaboración de respuestas cognitivas frente a problemas complejos o difíciles de solucionar.
Los estudios actuales apuntan a que en la corteza prefrontal se representan experiencias pasadas para aplicarlas al presente y, de esta forma, guiar la toma de decisiones.
De forma general, a través de esta función, el córtex prefrontal sería la estructura cerebral que daría a las personas la capacidad de razonamiento y la habilidad para utilizar el conocimiento y la experiencia pasada para modular el comportamiento.
De forma más concreta, los trabajos de Goldman-Rakin describen este tipo de funciones como el modo en que el conocimiento representacional puede ser utilizado para guiar de forma inteligente los pensamientos, las acciones y las emociones.
Las funciones ejecutivas sería un proceso que daría lugar a la capacidad de inhibir pensamientos, conductas y sensaciones que se considera inapropiadas.
En la actualidad, existen muchas teorías diversas que tratan de explicar el funcionamiento concreto de esta actividad desempañada por la corteza prefrontal. Una de ellas postula que la memoria de trabajo resultaría una parte fundamental del proceso de atención e inhibición comportamental.
Concretamente, la memoria de trabajo permite retener la información nueva captada y mantenerla durante unos pocos segundos en la mente de la persona. La adaptación de dicha información con el conocimiento previo podría ser el proceso que diera lugar a las funciones ejecutivas y determinara la actividad de la corteza prefrontal.
Por otro lado, Shimamura propuso la teoría del filtrado dinámico para describir el papel de la corteza prefrontal en las funciones ejecutivas.
En esta teoría se postula que la corteza prefrontal actuaría como un mecanismo de filtrado de alto nivel que favorecería las activaciones orientadas a metas e inhibiría las activaciones que pueden resultar irrelevantes.
Finalmente, Miller y Cohen propusieron una teoría integrativa del funcionamiento del córtex prefrontal. En esta teoría se teoriza que el control cognitivo surge del manteamiento activo de patones de actividad den la corteza prefrontal, los cuales van dirigidos a crear representaciones de las metas a alcanzar y los medios necesarios para lograrlo.
El primer hallazgo acerca de las lesiones en la corteza prefrontal se realizó a través de la documentación del famoso caso de Phineas Gage, un obrero de ferrocarriles que, tras un accidente, experimentó una grave lesión en el lóbulo frontal del cerebro.
A través del daño cerebral padecido que involucró críticamente la corteza prefrontal, Phineas conservó sus capacidades memorísticas, el habla y las habilidades motoras. No obstante, sus rasgos de personalidad cambiaron radicalmente tras el accidente.
De hecho, el daño experimentado en la corteza prefrontal le convirtió en una persona irritable, impaciente y con elevados déficits de relación social e interpersonal.
Posteriormente, otros estudios realizados con pacientes afectados de daños prefrontales han mostrado que las personas son capaces de verbalizar correctamente cuales serían las conductas sociales más apropiadas bajo determinadas circunstancias.
A pesar de poder razonar correctamente el comportamiento a seguir, a la práctica presentan dificultades para ejecutar dichas conductas. De hecho, en la vida cotidiana tienden a llevar a cabo actos que conlleven una gratificación inmediata a pesar de saber las consecuencias negativas que pueden comportar a largo plazo.
Los datos recogidos acerca de los efectos que producen los daños directos en la corteza prefrontal indican que esta región del cerebro no sólo se encuentra relacionada con las habilidades de comprender las consecuencias a largo plazo, sino que involucra también la capacidad mental de demorar la gratificación inmediata.
Hoy en día existe una abundante literatura encaminada a mejorar la comprensión del papel del córtex prefrontal en distintos trastornos neurológicos, tales como la esquizofrenia, el trastorno bipolar o el trastorno de déficit de atención con hiperactividad.
Estas tres psicopatologías se han relacionado con una cierta disfunción de la corteza cerebral, hecho que motivaría la aparición de alteraciones conductuales en las personas.
Así mismo, en la actualidad se han iniciado ensayos clínicos con farmacoterapia que han objetivado que ciertos medicamentos, como por ejemplo la guanfacina, mejoran la función de la corteza prefrontal.
Finalmente, se postula que otras condiciones patológicas como la depresión, las elevadas respuestas de estrés, las conductas y los intentos de suicidio, las sociopatías o las drogadicciones también podrían estar relacionadas con el funcionamiento de la corteza prefrontal.
No obstante, la evidencia científica acerca de estas hipótesis es limitada y se requiere una mayor investigación para determinar el papel de la corteza prefrontal en este tipo de alteraciones psicopatológicas.
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