Lóbulo frontal y funciones ejecutivas: bases cerebrales y síndromes prefrontales

Neurociencia Cognitiva y Neuropsicología: Lóbulo Frontal y Funciones Ejecutivas

Tema 10. Bloque de Neurociencia cognitiva y Neuropsicología. Lóbulo frontal & Funciones ejecutivas. UBU. Curso 2024/25

Tema 10. Lóbulo frontal y funciones ejecutivas. Bases cerebrales frontales & síndromes prefrontales. Bloque de Neurociencia cognitiva y Neuropsicología

Área Anatomofuncional del Lóbulo Frontal

ÁREA ANATOMOFUNCIONAL DIVISIONES ÁREAS DE BRODMANN

Central sulcus Primary motor cortex Primary somesthetic cortex Premotor area Taste area Somesthetic association area

CORTEZA MOTORA (agranular) Mitad posteriordel lóbulo frontal

CORTEZA PREMOTORA Programación de la actividad motora

• Área motora suplemen- taria (AMS). 6. 8. 10. 44. 45
• Campos visuales de los ojos. 6. 8.9. 10

Visual cortex Motor speech area (Broca's areo) Sensory speech area [Wernicke's area) Auditory association area Primary auditory cortex

CORTEZA PREFRONTAL (granular) Mitad anterior del Lóbulo frontal

ÁREA PREFRONTAL Funcionamiento Ejecutivo. Planificación de la conducta

• Área dorsolateral (flexi- 8, 9, 10, 11, 44, 45, bilidad mental). 46. 47
• Área cingulada (motiva- ción y atención sostenida). 8. 9. 10, 12, 24, 32
• Área orbitaria (regula- ción emocional). 10, 11, 13, 47

CORTEZA MOTORA PRIMARIA Inicio de la actividad motora voluntaria

• Homúnculo de Penfield. Inicio de fascículos cor- ticoespinales. 4
• Córtex premotor. 6

Visual association area Prefrontal area

OPÉRCULO FRONTAL Lenguaje expresivo

• Parte opercular (Área de Broca). 44

Parte triangular (Área de Broca). 45

Bibliografía del Lóbulo Frontal

1. Bases cerebrales: Kolb & Whishaw (2017). Neuropsicología Humana. 7º edición. Capítulo 16 (menos varias subsecciones, que se pueden identificar por su ausencia en este resumen).
2. Síndromes prefrontales: Material resumido del profesorTema 10. Bloque de Neurociencia cognitiva y Neuropsicología. Lóbulo frontal & Funciones ejecutivas. UBU. Curso 2024/25

Bases Fisiológicas de las Funciones Asociadas al Lóbulo Frontal

Bloque I. Bases fisiológicas de las funciones asociadas al lóbulo frontal (funciones ejecutivas, personalidad y conducta social)

Caso Clínico: E.L. y la Disfunción del Lóbulo Frontal

E.L., un destacado profesor de botánica en una universidad de Nueva York, era conocido por su capacidad organizativa y su dedicación a la enseñanza y la investigación. Había desarrollado un importante herbario y disfrutaba involucrando a sus estudiantes en proyectos académicos. Sin embargo, a los 60 años, al final del semestre de primavera, comenzó a experimentar cefaleas y síntomas similares a la gripe que no mejoraron con reposo. Una consulta médica reveló una infección en su lóbulo frontal izquierdo, aunque no se identificó claramente su causa.

Con el tiempo, E.L. empezó a mostrar cambios cognitivos significativos que preocupaban a su esposa. Se volvió desorganizado, emocionalmente distante y perdió su capacidad de avanzar en proyectos como un libro que ya tenía un capítulo terminado. Durante una evaluación neuropsicológica, mostró una notable falta de expresividad facial y afecto, síntomas asociados con lesiones en el lóbulo frontal izquierdo. A pesar de que sus pruebas de inteligencia y memoria general indicaron un rendimiento superior, evidenció deterioros en tareas relacionadas con las funciones ejecutivas del lóbulo frontal.

Además de su desempeño académico, E.L. también enfrentó dificultades en sus relaciones sociales, mostrando problemas para interactuar incluso con amigos cercanos. Su esposa, preocupada por los cambios en su personalidad y comportamiento, expresó que él ya no era la misma persona con quien había compartido más de tres décadas de matrimonio.

Todos los caminos nerviosos terminan conectándose con el lóbulo frontal. El caso de E.L. ilustra que cuando algunas de estas conexiones fallan, las personas pueden experimentar serias dificultades para generar conductas adecuadas. Este capítulo aborda la organización anatómica de los lóbulos frontales, analizando el flujo de información hacia ellos y desde ellos. Además, se presenta una teoría general sobre la función de los lóbulos frontales, los síntomas típicos de las lesiones en esta región y las enfermedades que pueden afectarlos, donde las funciones ejecutivas son actrices clave.

Anatomía del Lóbulo Frontal

1. Anatomía del lóbulo frontal

Los niños suelen cometer errores porque no comprenden que las reglas de conducta varían según las circunstancias sociales y ambientales. Adaptar nuestra conducta a diferentes situaciones requiere una gran habilidad. Aunque todos hemos tenido momentos de errores y comportamientos inapropiados, la mayoría logra evitarlos con frecuencia gracias al control ejercido por los lóbulos frontales, que ajustan nuestras acciones según el contexto temporal y espacial. Sin embargo, para cumplir esta función, los lóbulos frontales necesitan contar con toda la información sensorial y de memoria relevante.

Subdivisiones de la Corteza Frontal

1.1. Subdivisiones de la corteza frontal

En el cerebro humano, los lóbulos frontales abarcan toda la región anterior al surco central, como se observa en la imagen siguiente. Esta extensa área, que representa entre el 30 y el 35% de la neocorteza, se divide en cuatro grandes categorías funcionales: corteza motora primaria, corteza premotora, corteza prefrontal y corteza cingular anterior (a menudo referida como, o componente esencial de, la corteza frontal medial). Evidentemente, al haber sido tratado con anterioridad en el tema de desórdenes motores y en el tema de sistemas efectores de fundamentos de Psicobiología en primero, no vamos a hablar de forma específica sobre el córtex motor, por lo que este temaTema 10. Bloque de Neurociencia cognitiva y Neuropsicología. Lóbulo frontal & Funciones ejecutivas. UBU. Curso 2024/25 versará, principalmente, sobre la corteza prefrontal y sus divisiones, incluyendo también el córtex cingulado anterior.

DYAUS SUP PARIETAL KORLE MODOLE ( FRONTAL - LOBULE SUP TEMPORAL CYRUS 1

Corteza Prefrontal

1.1.1. Corteza prefrontal

La corteza prefrontal, ubicada frente a las regiones motora, premotora y cingular, fue identificada por Jersey Rose y Clinton Woolsey en 1948. Descubrieron que, en los lóbulos frontales de varias especies de mamíferos, una región recibía proyecciones del núcleo dorsomedial del tálamo, similar a las conexiones de los núcleos talámicos geniculados con las cortezas visual y auditiva. Esto sugirió la existencia de una región prefrontal común en diferentes mamíferos. Además, la corteza prefrontal recibe aferencias importantes de las células dopaminérgicas mesolímbicas del tegmento, que modulan cómo las neuronas prefrontales responden a estímulos, incluidos los estresantes. Estas conexiones influyen en los estados emocionales, y sus alteraciones están relacionadas con trastornos como la esquizofrenia y la adicción. A continuación, se puede ver el tamaño relativo que supone la corteza prefrontal, dentro del lóbulo frontal.

En primates, la corteza prefrontal se divide en tres regiones principales:

A. Corteza prefrontal dorsolateral (áreas 9 y 46 de Brodmann -BA-): Conecta recíprocamente con la corteza parietal posterior y el surco temporal superior. También se comunica con la corteza cingular, los ganglios basales y el colículo superior. Su función está estrechamente vinculada a su relación con la corteza parietal posterior, como se detalla en otras figuras del texto.

B. Corteza orbitofrontal (áreas 47 y partes laterales de 11, 12 y 13 de BA): Recibe información de todas las modalidades sensoriales, incluyendo aferencias del lóbulo temporal (auditivas, visuales y de la amígdala) y conexiones con áreas relacionadas con el gusto, el olfato y las sensaciones somatosensoriales. Proyecta hacia la amígdala y el hipotálamo, influyendo en el sistema nervioso autónomo y regulando cambiosTema 10. Bloque de Neurociencia cognitiva y Neuropsicología. Lóbulo frontal & Funciones ejecutivas. UBU. Curso 2024/25 fisiológicos como la presión arterial y la respiración, fundamentales para las respuestas emocionales.

C. Corteza prefrontal ventromedial (áreas 10, 14, 25, y porciones mediales de 11, 12 y 13 de BA): Conecta con la corteza prefrontal dorsolateral, la corteza cingular posterior y la corteza temporal medial, así como con estructuras subcorticales como la amígdala, el hipotálamo y la sustancia gris periacueductal. Estas conexiones la vinculan con el control de la conducta emocional en todo el cuerpo.

(A) Vista lateral Corteza prefrontal dorsolateral Corteza premotora Corteza motora Surco central Corteza prefrontal Corteza orbitofrontal (B) Vista ventral (C) Vista medlal Corteza orbitofrontal Corteza prefrontal dorsomedial Corteza prefrontal- ventromedial Corteza cingular anterior Corteza prefrontal ventromedial

Corteza Cingular Anterior

1.1.2. Corteza cingular (o cingulada) anterior

Inicialmente, se pensaba que la corteza cingular anterior era una región límbica primitiva. Sin embargo, el hallazgo de neuronas de von Economo, consideradas un desarrollo evolutivo reciente, sugiere que esta área debe entenderse como una forma especializada de neocorteza. Ubicada en las áreas 24 y parte de la 32 BA, como se muestra en la sección C de la figura anterior, la corteza cingular anterior tiene conexiones bidireccionales amplias con la corteza motora, premotora, prefrontal y la ínsula.

El Conectoma y la Corteza Frontal

1.2. El conectoma y la corteza frontal

Las investigaciones sobre el conectoma humano y la conectividad cerebral han destacado que las regiones del lóbulo frontal son clave en diversas redes corticales. Una de las más estudiadas es la red por defecto del cerebro, activa en estado de reposo y asociada con procesos como la memoria autobiográfica, la proyección hacia el futuro o el pensamiento espontáneo. Sin embargo, su nombre es cuestionado, ya que también se activa en tareas dirigidas.

Otra red relevante es la red de prominencia, que involucra la corteza cingular anterior, la corteza motora suplementaria y la corteza insular anterior. Esta red se activa durante cambios conductuales necesarios y regula otras redes, como la de por defecto. Si la red de prominencia falla, la red por defecto puede sobreactivarse, provocando problemas de atención.

La corteza prefrontal, en especial su región ventromedial, participa en redes relacionadas con conductas emocionales. Alteraciones en estas conexiones están vinculadas con trastornos del estado de ánimo. Además, las extensas conexiones de los lóbulos frontales permiten modular funciones de la corteza posterior, influyendo en la percepción visual y las imágenes mentales. Por lo tanto, de todo aquello visto en el tema de Visopercepción y agnosias, hay que tener en cuenta que nuestra propia experiencia sensorial y perceptiva con la realidad se puede ver manipulada por el propio funcionamiento de nuestro prefrontal.