Curso Cerebro y civilización 1. Funciones Ejecutivas 2. Conciencia
A. Slachevsky Ch., MD, PhD Instituto de Ciencias Biomédicas Departamento de Ciencias Neurológicas Facultad de Medicina U. de Chile Unidad de Neurología Cognitiva y Demencias Hospital del Salvador Clínica Alemana Email:
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El concepto de cognición ¾Cognición 9“Capacidad de estar consciente y conocer su entorno” y su persona y de intearctuar con el entorno
El concepto de cognición ¾ Cognición
Atención
Memoria
Cognición
Lenguaje
Funciones ejecutivas
Capacidades visoespaciales
Comportamiento Emoción/ motivación
El concepto de cognición ¾Capacidades cognitivas 9 Capacidades instrumentales Memoria Lenguaje Atención Capacidades viso-constructivas 9 Capacidades “generales” Resolución de problemas Razonamiento Flexibilidad cognitiva Velocidad de tratamiento de la información
Capacidades Cognitivas propiamente humanas • • • • • • • • • •
Lenguaje Útiles e instrumentos Signos, señales y representaciones Conceptos dinámicos Sentido del arte Meta-representación Capacidad algorítmica Categorización & organización Teoría de la mente Planificación anticipada – Viaje en el futuro (Shallice & Amatti, 2007)
Cortex prefrontal
Azul: Cortex prefrontal; morado: área visual suplementaria; verde: área premotora; roja: área motora primaria
Cortex prefrontal Desarrollo filogenético
Cortex prefrontal Desarrollo filogenético
Semendeferi et al., Nature Neuroscience, 5, 272-6, 2002
Semendeferi et al., Nature Neuroscience, 5, 272-6, 2002
10
Larger area 10 in humans than in apes
Semendeferi et al., Am. J. Phys. Anthropol., 114, 224-241, 2001
Cortex prefrontal Desarrollo ontogénetico 1
3
2 3
2 1
2 3
1
Mielinasión del cortex prefrontal se termina a los 16 años
Order of myelination of the human cortex
based on Flechsig P., 1920
Cortex prefrontal Desarrollo ontogénetico
Fuster J., 2003
Caso de Phineas Gage
• 1848: Inicio de la Historia moderna del Cortex Prefrontal: •Recuperación medica parecía completa, no obstante…… •«The equilibrium or balance, so to speak, between his intellectual abilities and animal propoensities, seems to have been destroyed » (Harlow, 1968)
Casos Clásicos • Psicocirugía: Lobectomía prefrontal – Desarrollado por Egas Moniz en 1935 (Premio Nóbel en 1949) – Popularizado, en Estados Unidos, por Walter Freeman después de la 2nd Guerra Mundial. – Psicocirugías de mal pronósticos
Casos Clasicos EVR / Elliot: “A modern day Gage”
• 32 años – Miembro activo comunidad, carrera profesional en ascenso • 35 años – Remoción meningioma OBF • Preservación de la inteligencia, lenguaje • Problemas de “adaptación”: – Dilapidación ahorros de la familia – Disminución rendimiento laboral – Divorcio y dificultades importante en nuevas relaciones de parejas – “Preparándose para ir a trabajar” durante todo el día – Horas en decidir donde comer
• Incapacidad de planificar o hacer juicios (sociales, financieros) • Trastorno de la toma de decisión
(Eslinger & Damasio, 1985)
Casos Clásicos “Un día, aproximadamente quince meses después de la operación...ella había planeado hacer una cena simple para un invitado y cuatro miembros de su propia familia... tenía el día entero para preparar la comida. Era algo que podría haber hecho fácilmente hace diez años. Cuando llegó la hora de la comida, se encontraba en la cocina, con el conjunto de los ingredientes para la cena sobre la mesa, había puesto a cocinar uno o dos cosas, pero la ensalada no estaba lista, no había empezado a cocinar la carne. Ella estaba cansada y confundida por el esfuerzo que había hecho durante el día para preparar la comida. Parecía evidente que nunca podría lograr preparar sola el conjunto de los platos. Con ayuda, la tarea de preparación se completó rápidamente y la cena fue un éxito, con la paciente hablando y riéndose de una manera totalmente normal”
Trastornos de la planificación
Casos clásicos • Bianchi (1922): El mono que habitualmente saltaba a la ventana de la jaula para llamar a sus compañeros, después de la cirugía (ablación del cortex prefrontal) saltaba a la ventana de la jaula pero no llamaba a sus compañeros. Al ver la ventana, saltaba reflejamente, pero no llamaba a los otros monos. La visión de la ventana determinaba el reflejo de saltar, pero en ausencia del motivo. El motivo que determinaba la conducta estaba “fuera” de la conciencia del mono…...
Casos clásicos Luria (1964) - Ejemplo : Hay 18 libros en dos estantes y esta dispuestos de tal manera que hay el doble de libros en un estante en comparación al otro. Cuanto libros hay en cada estante ? Respuesta: 18 / 2 = 9; 18 x 2 = 36.
Trastornos del comportamiento
Clínica de las lesiones prefrontales • Trastornos motores – Disfunción del sistema intencional: • Cuando hacer un movimiento ?
–Akinesia –Hypokinesia : Negligencia motora –Impersistencia motora –Trastorno de la inhibicion motora –Perseveraciones
Clínica de las lesiones prefrontales • Trastornos motores – Disfunción del sistema intencional:
–Perseveraciones
Trastornos de la atención • Distractibilidad “ Es necesario repetir las preguntas varias veces para obtener una respuesta” (Hecaen & Albert, 1976)
• Dificultades en focalizar la atención • Trastorno en la capacidad de mantener la atención (cortex prefrontal derecho)
Trastornos del lenguaje • Trastornos del discurso – Afasia adinámica (lesiones Cx PF izquierdo) – Discurso incoherente (lesiones Cx PF derecho) • ↓ fluencia verbal
Evaluación mas ecológica Toma de decisión
Toma de decisión The Bechara Gambling Task A
B
C
+$250
+$300
+$50
+$50
-$300
-$1250
-$100
-$50
Cartas A + B frecuentemente ganancias altas Ocasionalmente perdidas altas Cartas C+D Bajas ganancias Bajas perdidas
D
Trastornos cognitivos • • • • •
Trastorno de la programación motriz Alteración del juicio & razonamiento Dificultad de planificación Lentitud Perseveraciones
Sd de desorganización de las acciones Apraxia frontal • Sd de desorganización de las acciones – Acciones con múltiples pasos: → → → →
Omisión de pasos Inversión de los pasos Perseveraciones Confusiones/ substituciones en el uso de los objetos → Errores espaciales (Schwartz et al.,1995)
• No respeto de los objetivos de las acciones • Interrupción de las tareas en curso
Trastornos del comportamiento • Comportamientos de Lhermitte – Adherencia ambiental (Lhermitte, Pillon et al., 1986) • • • •
Imitación Utilización Coleccionismo Prehensión
Trastornos del comportamiento
Trastornos del comportamiento • Inadaptación social → Sociopatía adquirida → Desinhibición • Violación de las reglas sociales, pese a su conocimiento • Impulsividad • Comportamientos a riesgo • Comportamientos de utilización (Lhermitte, 1983) → Coleccionismo • Intolerancia a la frustración • Apatía • •
No modificación de los comportamientos en función de sus consecuencias No aprendizaje de la experiencia
Trastorno del comportamiento • Trastorno de la toma de decisiones
Trastorno del comportamiento • Pacientes con lesiones del cortex PF VM – Incapacidad de planificar las actividades, de proyectarse en el futuro y de mantener un empleo – Comportamientos estereotipados – Disminución de los comportamientos de búsqueda y placer sexual – Disminución de la reactividad a estímulos negativos y positivos – Reacciones emocionales inapropiadas – Preservación de las capacidades intelectuales – Ausencia de trastornos sensitivo-motores y de la comunicación (Anderson y Damasio, 2003)
Trastornos del comportamientos
Trastornos del comportamientos • Déficit en tareas de Teoría de la mente
Trastornos del comportamientos • Déficit en conocimientos morales (según edad de adquisición de la lesión)
Trastornos del comportamientos
Trastornos del comportamiento Adaptación al medio Resolución de problemas
Motricidad Personalidad
?
Lenguaje Memoria de trabajo
Espacio “Pseudoagnosia”/ Negligencia motora Planificación Razonamiento
Toma de decisiones Organización secuencial y temporal del comportamiento Planificación
Atención
¿ Como conceptualizar las funciones y los diferentes de funcionamiento del cortex prefrontal ?
Modelos de funcionamiento Modelo del control atencional de Norman & Shallice • Dos tipos de acciones: – Acciones automáticas o rutinas, sin control conciente – Comportamientos nuevos, en situaciones inhabitúales, voluntarios, con control conciente
El Sistema de supervisión atencional de Norman y Shallice SISTEMA DE SUPERVISION ATENCIONAL Estructuras perceptuales
Información sensorial
Base de datos/ Gatillo
1
2 3 4 Esquemas CONTENTION SCHEDULING a b c d
SISTEMA EFECTOR
Estructuras de procesamiento
Lesiones prefrontales Funciones Ejecutivas • Implicadas en actividades cognitivas complejas: – Resolución de problemas nuevos – Modificación del comportamiento en función de informaciones nuevas – Elaboración de estrategias de acción – Organización del comportamiento para la obtención de un objetivo
⇒ Concepto de funciones ejecutivas “ Producto de la operación co-ordinada de varios procesos para lograr un objetivo dado de una manera flexible ”
Lesiones prefrontales Funciones Ejecutivas ⇒ Concepto de funciones ejecutivas “ Producto de la operación coordinada de varios procesos para lograr un objetivo dado de una manera flexible ”
1.Shifting “ Shifting back and forh between multiple tasks or mental sets
2. Updating Monitoring incomimg information for relevance to task at hand and then appropriately updating the informational content by replacing old, no longer relevant information with newer, more relevant information
3. Inhibition Deliberately inhibiting dominant, automatic, or prepotent responses (Miyake et al. 00)
Modelo de las funciones ejecutivas Memoria
Lenguaje
Funciones Ejecutivas
Atención
El director de orquesta
Funciones espaciales
El rol del corteza prefrontal?: Del punto vista cognitivo Sensibilidad a las consecuencias de las acciones
Ambiente
Respuesta
Análisis
Plan Memoria de trabajo
«El ejecutivo»: Control de las acciones (Slachevsky et al, 01)
Cortex prefrontal y modelo cascada
(Koechlin, in press)
Corteza Prefrontal Cognición y comportamiento • Dos formas de toma de decisiones : – Verídica :determinada desde afuera, desde la tarea – Adaptativa: centrada en el individuo, ambigua, basada en las preferencias del sujeto más que en lo acertado de la elección. Se toma desde el sí mismo. ( E. Goldberg, 2000)
Lesiones prefrontales Auto-regulación del comportamiento • Adaptación al medio – Generación de comportamientos adaptados al medio y a la historia del individuo •Contexto externo •Contexto interno: “Concepto de una persona con una continuidad temporal, un pasado y una projeccion en el futuro
⇒ Concepto de la auto-regulacion del comportamiento
“ Capacidad de regular el comportamiento según objetivos propios al individuo y restricciones presentes” Resulta de la capacidad de mantener en mente una representación de si-mismo y de usar esa representación para inhibir respuestas inapropiadas (Stuss & Levine, 02)
Bases Cerebrales de la conciencia
Bases Cerebrales de la conciencia Referir o reportar los estados mentales • Un rapport pas nécessairement verbal
Bases cerebrales de la conciencia • Qualia – Irrevocable – Significado – Mantenimiento en memoria – Atención
(Ramachandra, 2006)
La « vision ciega » o blindsight (Weiskrantz)
X X X X
La « vision ciega » o blindsight (Weiskrantz)
« No veo nada »
Pero, en situacion de eleccion forzada, el paciente G.Y. discrimina las emociones faciales. De Gelder et al. Neuroreport 1999
Paciente D.F., 34 años anoxia cerebrale
X
X Lesiones bilatérales de la via ventrala sin lesion del cortex visual primario y la via dorsal : Agnosia visual
Goodale, Milner & al. Nature 1991
Disociaciones dorso-ventrales en el sujeto sano, o las neurosciencias de las ilusiones visuales :
Ilusion d’Ebbinghaus Titchener Pinza pulgar-indice no afectada por la ilusion Aglioti et al., Current Biology 1995
Existe un « pilote automatico » inconciente de la mano en la via visual dorsal
X
Pisella et al., Nature Neuroscience 2000
Dehaene, Naccache, Cohen et al., Nature Neuroscience 2001
Activacion inconsciente de la via ventral
El « circuito » cérébral de la lecture de una palabra percibida concientemente
Dehaene, Naccache, Cohen et al., Nature Neuroscience 2001
El primer secundo de la lectura conciente de 1 palabra
Marinkovic et al., Neuron 2003
FIN
Literatura consejada: On the emergence of modern humans Daniele Amati,Tim Shallice Cognition 103 (2007) 358–385 Obtenible en linea en revista Cognition
