Anatomia, funzioni e lesioni della corteccia prefrontale

IL Corteccia Prefrontale, Conosciuta anche come corteccia prefrontale, è una regione del cervello che si trova nella parte anteriore dei lobi frontali. In particolare, questa struttura si trova di fronte alle aree motorie e pre-motora della corteccia frontale, risultando in una regione di base per la pianificazione di comportamenti cognitivi elaborati.

Ricerche recenti hanno correlato la corteccia prefrontale con attività come l'espressione della personalità, i processi di decisione e l'adattamento di un comportamento sociale adeguato in ogni momento.

Corteccia prefrontale (rosso)

Pertanto, questa regione del cervello è una delle strutture di base che determina le qualità del comportamento umano, nonché l'esecuzione delle attività più complesse.

In questo articolo vengono riviste le caratteristiche principali della corteccia prefrontale. Vengono commentate le principali teorie su questa regione del cervello, così come le attività che si svolgono e i disturbi associati.

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Caratteristiche della corteccia prefrontale

La corteccia prefrontale è una regione del cervello che costituisce circa il 30% della corteccia cerebrale. Questa struttura si trova nella regione frontale del cervello, cioè nell'area che si trova sulla fronte e costituisce la parte anteriore dei lobi frontali del cervello.

In un modo più concreto, la corteccia prefrontale è appena davanti alle altre due aree importanti del lobo frontale: la corteccia motoria e la corteccia pre-motora. Attualmente ci sono tre modi principali per definire la corteccia prefrontale. Questi sono:

1. Come la corteccia frontale granulare.
2. Come la zona di proiezione del nucleo centrale mid-támo.
3. Come parte della corteccia frontale la cui stimolazione elettrica non causa movimenti.

La corteccia prefrontale può essere distinta dalle altre aree del lobo frontale attraverso la sua composizione cellulare, la sua innervazione dopaminergica e la sua talamica. In questo modo, costituisce oggi una regione ben consolidata e delimitata.

Lobo frontale

Secondo la maggior parte degli autori, come Miller e Cohen, la corteccia prefrontale è la regione che è più elaborata nei primati, animali noti per il suo repertorio comportamentale diverso e flessibile.

Pertanto, la corteccia prefrontale costituisce una serie di aree neocorticali che invia e riceve proiezioni da praticamente tutti i sistemi corticali sensoriali, motori e molte strutture secondarie ed è una regione di base per lo sviluppo del comportamento e della personalità.

Illustrazione prefrontale della corteccia

In questo senso, Miller e Cohen hanno stabilito che la corteccia prefrontale non è una struttura critica per la realizzazione di comportamenti semplici o automatici, che non sono generalizzati a nuove situazioni.

Al contrario, la corteccia prefrontale è importante in quelle attività che richiedono un elaborazione sopra il basso, ovvero quando il comportamento deve essere guidato dagli stati interni o quando è necessario utilizzare elementi sociali e ambientali che determinano il comportamento.

Anatomia

Suddivisioni della corteccia prefrontale

La corteccia prefrontale è stata definita attraverso la sua citoarchitettura dalla presenza di uno strato granulare che corrisponde al quarto strato della corteccia cerebrale.

Al momento, non è del tutto chiaro chi è stato il primo a usare questo criterio di distinzione della corteccia prefrontale. Molti dei ricercatori pionieri nella citoarchitecture cerebrale hanno limitato il termine prefrontale in una regione molto più piccola.

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Tuttavia, nel 1935, Carlyle Jacobsen usò il termine della corteccia prefrontale per differenziare le aree prefrontali granulari dalle aree motorie e pre-motorie del lobo frontale.

Nella terminologia delle aree di Brodmann, la corteccia prefrontale include le aree 8, 9, 10, 11, 44, 45, 46 e 47, quindi è una regione molto ampia con un gran numero di strutture all'interno.

Aree di Brodmann

D'altra parte, la corteccia prefrontale si distingue per essere una zona di proiezione dei centri di Thalamus, secondo il lavoro di Rose e Woolsey. Questi autori hanno mostrato che nei non prigioni (che non hanno corteccia prefrontale), queste strutture sono proiettate verso diverse regioni. In particolare, verso le aree precedenti e ventrali.

Allo stesso modo, ci sono attualmente studi che hanno dimostrato che le proiezioni del NAMO Mid -Nucleo non sono limitate alla corteccia prefrontale nei primati, ma potrebbero anche viaggiare in altre strutture cerebrali.

Infine, oggi la corteccia prefrontale è anche conosciuta come quell'area della corteccia frontale la cui stimolazione elettrica non causa movimenti osservabili. Tuttavia, questa definizione provoca una certa controversia poiché si può osservare anche l'assenza di movimenti osservabili dopo la stimolazione elettrica.

Funzioni

La corteccia prefrontale è una struttura fortemente interconnessa con gran parte del cervello. All'interno, possono essere visualizzate connessioni abbondanti con altre regioni corticali e sub-parate.

La corteccia prefrontale dorsale è particolarmente interconnessa con le regioni cerebrali coinvolte in processi come l'attenzione, la cognizione e l'azione. D'altra parte, la corteccia prefrontale ventrale è interconnessa con strutture cerebrali correlate e coinvolta nei processi emotivi.

Infine, si dovrebbe prendere in considerazione che la corteccia prefrontale riceve informazioni dai sistemi di eccitazione del trunk cerebrale e la sua funzione dipende in particolare dal suo ambiente neurochimico.

Brain Trunk (Orange)

Più in generale, esiste attualmente un elevato consenso scientifico nello stabilire che la corteccia prefrontale è una regione del cervello che è principalmente coinvolta nella pianificazione di comportamenti cognitivi complessi.

Questo tipo di funzioni implica la realizzazione di attività come l'espressione della personalità, lo sviluppo dei processi di creazione di decisioni o l'adattamento del comportamento alle situazioni sociali che si verificano ogni volta.

Pertanto, la corteccia prefrontale è una regione fondamentale per coordinare pensieri e azioni secondo gli obiettivi interni e le conoscenze acquisite.

Per determinare la funzionalità della corteccia prefrontale, è stato sviluppato il termine medico della funzione esecutiva. Questo tipo di funzione si riferisce alla capacità di stabilire distinzioni tra pensieri in conflitto, giudizi morali, prevedere conseguenze, ecc.

Attività della corteccia prefrontale

Al momento, ci sono molte teorie che cercano di definire come viene prodotto il funzionamento della corteccia prefrontale attraverso le funzioni esecutive.

In questo senso, la corteccia prefrontale è una regione funzionalmente molto difficile da analizzare e studiare, poiché presenta più connessioni con praticamente tutte le strutture cerebrali.

Tuttavia, oltre al meccanismo che può presentare, attualmente il tipo di attività che svolge è ben descritto. L'attività della corteccia prefrontale rientra su quelle che sono note come funzioni esecutive ed è caratterizzata dall'esecuzione delle seguenti azioni:

1. Sviluppo di capacità per formulare obiettivi e piani progettati.
2. Sviluppo di facoltà coinvolte nei processi di pianificazione e strategie volte a raggiungere gli obiettivi.
3. Esecuzione delle competenze coinvolte nell'esecuzione dei piani.
4. Riconoscimento dei risultati acquisiti attraverso il comportamento e la necessità di modificare l'attività, fermarla e generare nuovi piani d'azione.
5. Inibizione di risposte inappropriate.
6. Processo di selezione del comportamento e loro organizzazione nello spazio e nel tempo.
7. Sviluppo della flessibilità cognitiva nel monitoraggio della strategia.
8. Supervisione di comportamenti basati su stati motivazionali e affettivi.
9. Supervisione di comportamenti basati sulle particolarità del contesto in ogni momento.
10. il processo decisionale.

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Corteccia prefrontale e funzioni esecutive

Immagine di risonanza magnetica del cervello

Attraverso gli studi iniziali di Fuster e Goldman-Rakic, il termine delle funzioni esecutive è stato sviluppato per nominare la capacità e l'attività sviluppate dalla corteccia prefrontale.

La funzione esecutiva si riferisce alla capacità di rappresentare le informazioni che non sono presenti nell'ambiente in un determinato momento, nonché alla creazione di "note mentali".

Pertanto, sotto il concetto di funzione esecutiva della corteccia prefrontale, l'elaborazione delle risposte cognitive è inclusa di fronte a problemi complessi o difficili da risolvere.

Studi attuali suggeriscono che le esperienze passate sono rappresentate nella corteccia prefrontale per applicarle al presente e, quindi, guidare il processo decisionale.

In generale, attraverso questa funzione, la corteccia prefrontale sarebbe la struttura cerebrale che darebbe alle persone la capacità di ragionamento e la capacità di utilizzare la conoscenza e l'esperienza passata per modulare il comportamento.

In un modo più concreto, le opere di Goldman-Rakin descrivono questo tipo di funzioni come il modo in cui la conoscenza rappresentativa può essere usata per guidare in modo intelligente pensieri, azioni ed emozioni.

Le funzioni esecutive sarebbero un processo che porterebbe alla capacità di inibire pensieri, comportamenti e sensazioni che sono considerati inappropriati.

Teorie delle funzioni esecutive

Al momento, ci sono molte teorie diverse che cercano di spiegare il funzionamento concreto di questa attività definita dalla corteccia prefrontale. Uno di questi postula che la memoria di lavoro sarebbe una parte fondamentale della cura comportamentale e dell'inibizione.

In particolare, la memoria di lavoro consente di conservare le nuove informazioni acquisite e mantenerle per alcuni secondi nelle menti della persona. L'adattamento di tali informazioni con le conoscenze precedenti potrebbe essere il processo che ha dato origine alle funzioni esecutive e determinare l'attività della corteccia prefrontale.

D'altra parte, Shimamura ha proposto la teoria del filtro dinamico per descrivere il ruolo della corteccia prefrontale nelle funzioni esecutive.

In questa teoria è ipotizzato che la corteccia prefrontale funzioni come un meccanismo di filtraggio di alto livello che favorirebbe le attivazioni orientate agli obiettivi e inibire le attivazioni che possono essere irrilevanti.

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Infine, Miller e Cohen hanno proposto una teoria integrativa del funzionamento della corteccia prefrontale. In questa teoria è teorizzato che il controllo cognitivo deriva dal mantenimento attivo dei patoni di attività dà la corteccia prefrontale, che mirano a creare rappresentazioni degli obiettivi da raggiungere e i mezzi necessari per raggiungerlo.

Lesioni prefrontali della corteccia

Phineas Gage

La prima scoperta sulle lesioni nella corteccia prefrontale è stata eseguita attraverso la documentazione del famoso caso di Phineas Gage, un lavoratore ferroviario che, dopo un incidente, ha subito una grave lesione nel lobo frontale del cervello.

Attraverso il danno cerebrale ha sofferto che ha coinvolto criticamente la corteccia prefrontale, Phineas ha mantenuto le sue capacità commemorative, le sue capacità di parola e motorie. Tuttavia, i loro tratti di personalità sono cambiati radicalmente dopo l'incidente.

In effetti, il danno subito nella corteccia prefrontale lo ha reso un deficit irritabile, impaziente e elevato della relazione sociale e interpersonale.

Successivamente, altri studi con i pazienti affetti da danni prefrontali hanno dimostrato che le persone sono in grado di verbalizzare correttamente quali sarebbero i comportamenti sociali più appropriati in determinate circostanze.

Nonostante sia in grado di ragionare correttamente il comportamento da seguire, presentano difficoltà nell'esecuzione di questi comportamenti. In effetti, nella vita quotidiana tendono a compiere atti che portano a una gratificazione immediata nonostante conoscano le conseguenze negative che possono comportarsi a lungo termine.

Disturbi associati

I dati raccolti sugli effetti prodotti dai danni diretti nella corteccia prefrontale indicano che questa regione del cervello non è solo correlata alle abilità per comprendere le conseguenze a lungo termine, ma comporta anche la capacità mentale di ritardare la gratificazione immediata.

Oggi esiste un'abbondante letteratura volta a migliorare la comprensione del ruolo della corteccia prefrontale in diversi disturbi neurologici, come la schizofrenia, il disturbo bipolare o il disturbo da deficit di attenzione con iperattività.

Queste tre psicopatologie sono state correlate a una certa disfunzione della corteccia cerebrale, un fatto che motiverebbe l'aspetto di alterazioni comportamentali nelle persone.

Allo stesso modo, attualmente gli studi clinici sono iniziati con la farmacoterapia che hanno oggettificato che alcuni farmaci, come la guanfacina, migliorano la funzione della corteccia prefrontale.

Infine, è ipotizzato che altre condizioni patologiche come depressione, alte risposte allo stress, comportamenti e tentativi di suicidio, sociopatie o tossicodipendenti potrebbero anche essere correlate al funzionamento della corteccia prefrontale.

Tuttavia, le prove scientifiche su queste ipotesi sono limitate e sono necessarie una ricerca maggiore per determinare il ruolo della corteccia prefrontale in questo tipo di alterazioni psicopatologiche.

Riferimenti

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