PREFRONTÁLNÍ KŮRA: ANATOMIE, FUNKCE A ZRANĚNÍ - NEUROPSYCHOLOGIE - 2025

Prefrontální kortex, také známý jako prefrontální kůry, je oblast mozku, která je umístěna v přední části čelních laloků. Konkrétně je tato struktura umístěna před motorovými a předmotorovými oblastmi čelní kůry, což vede k základní oblasti pro plánování kognitivně propracovaného chování.

Nedávný výzkum spojil prefrontální kůru s činnostmi, jako je výraz osobnosti, procesy rozhodování a přiměřenost vhodného sociálního chování za všech okolností.

Prefrontální kůra (červená)

Tato oblast mozku je tedy jednou ze základních struktur, která určuje vlastnosti lidského chování a provádění nejsložitějších činností.

Tento článek shrnuje hlavní charakteristiky prefrontální kůry. Jsou diskutovány hlavní teorie o této oblasti mozku, jakož i činnosti, které provádí, a související poruchy.

Charakteristika prefrontální kůry

Prefrontální kůra je oblast mozku, která tvoří přibližně 30% mozkové kůry. Tato struktura je umístěna v přední oblasti mozku, tj. V oblasti, která je umístěna v čele, a tvoří přední část čelních laloků mozku.

Přesněji řečeno, prefrontální kůra leží těsně před dvěma dalšími důležitými oblastmi čelního laloku: motorická kůra a pre-motorická kůra. V současné době existují tři hlavní způsoby, jak definovat prefrontální kůru. Tyto jsou:

1. Jako zrnitá čelní kůra.
2. Jako projekční zóna middorsálního jádra thalamu.
3. Jako část čelní kůry, jejíž elektrická stimulace nezpůsobuje pohyby.

Prefrontální kůra může být odlišena od ostatních oblastí čelního laloku díky buněčnému složení, dopaminergní inervaci a thalamickému vstupu. Tímto způsobem dnes představuje dobře zavedený a ohraničený region.

Čelní lalok

Podle většiny autorů, jako je Miller a Cohen, je prefrontální kůra oblastí, která je nejpropracovanější u primátů, zvířat známých pro svůj rozmanitý a flexibilní behaviorální repertoár.

Prefrontální kůra tedy představuje soubor neokortikálních oblastí, které vysílají a přijímají projekce prakticky ze všech senzorických a motorických kortikálních systémů a mnoha subkortikálních struktur, a je základní oblastí pro rozvoj chování a osobnosti.

Ilustrace prefrontální kůry

V tomto smyslu Miller a Cohen určili, že prefrontální kůra není kritickou strukturou pro provádění jednoduchých nebo automatických chování, která nejsou zobecněna na nové situace.

Naopak, prefrontální kůra je důležitá v těch činnostech, které vyžadují zpracování shora dolů, to znamená, když se chování musí řídit vnitřními státy nebo když je nutné použít sociální a environmentální prvky, které určují chování.

Anatomie

Dělení prefrontální kůry

Prefrontální kůra byla definována svou cytoarchitekturou přítomností granulární vrstvy, která odpovídá čtvrté vrstvě mozkové kůry.

V současnosti není zcela jasné, kdo jako první použil toto kritérium pro rozlišení prefrontální kůry. Mnoho průkopnických vědců v cytoarchitektuře mozku omezilo prefrontální období na mnohem menší region.

V roce 1935 však Carlyle Jacobsen použil termín prefrontální kůra k rozlišení granulárních prefrontálních oblastí od negranulárních motorických a pre-motorických oblastí frontálního laloku.

V terminologii Brodmannových oblastí zahrnuje prefrontální kůra oblasti 8, 9, 10, 11, 44, 45, 46 a 47, takže se jedná o velmi široký region s velkým počtem struktur v něm.

Brodmannovy oblasti

Na druhé straně, prefrontální kůra vyniká jako projekční zóna pro jádra thalamu, podle práce Rose a Woolsey. Tito autoři demonstrovali, že u zvířat bez primátů (kteří nemají prefrontální kůru) tyto struktury promítají do různých oblastí. Konkrétně směrem k přední a ventrální oblasti.

Podobně v současné době existují studie, které ukázaly, že projekce mediodorzálního jádra talamu nejsou u primátů omezeny pouze na prefrontální kůru, ale mohou také cestovat do jiných mozkových struktur.

Konečně dnes je prefrontální kůra známá také jako oblast čelní kůry, jejíž elektrická stimulace nezpůsobuje pozorovatelné pohyby. Tato definice však vyvolává určitou kontroverzi, protože nepřítomnost pozorovatelných pohybů po elektrické stimulaci může být také pozorována v negranulovitých oblastech kůry.

Funkce

Prefrontální kůra je struktura, která je silně propojena s velkou částí mozku. Uvnitř je vidět hojná spojení s jinými kortikálními a subkortikálními regiony.

Dorsální prefrontální kůra je zvláště propojena s oblastmi mozku zapojenými do procesů, jako je pozornost, poznání a činnost. Místo toho se ventrální prefrontální kůra propojuje s mozkovými strukturami spojenými s emočními procesy a zapojenými do nich.

Nakonec je třeba vzít v úvahu, že prefrontální kůra přijímá informace ze vzruchových systémů mozkového kmene a jeho funkce je zvláště závislá na jejím neurochemickém prostředí.

Brainstem (oranžová)

Obecněji existuje v současnosti vysoký vědecký konsenzus, že prefrontální kůra je oblastí mozku, která se hlavně podílí na plánování kognitivně komplexního chování.

Tento typ funkcí zahrnuje výkon činností, jako je vyjádření osobnosti, rozvoj rozhodovacích procesů nebo přizpůsobení chování společenským situacím, které se vyskytují za všech okolností.

Prefrontální kůra je tedy základním regionem pro koordinaci myšlenek a akcí v souladu s interními cíli a nabytými znalostmi.

Pro stanovení funkčnosti prefrontální kůry byl vyvinut lékařský termín výkonná funkce. Tento typ funkce odkazuje na schopnost rozlišovat mezi protichůdnými myšlenkami, provádět morální úsudky, předpovídat důsledky atd.

Činnost prefrontální kůry

V současné době existuje mnoho teorií, které se snaží definovat, jak prefrontální kůra funguje prostřednictvím výkonných funkcí.

V tomto smyslu je prefrontální kůra funkčně velmi obtížnou oblastí, kterou je možné analyzovat a studovat, protože má více spojení s prakticky všemi strukturami mozku.

Avšak kromě mechanismu, který může představovat, je typ činností, které provádí, v současné době dobře popsán. Činnost prefrontální kůry padá na tzv. Výkonné funkce a je charakterizována prováděním následujících akcí:

1. Rozvoj kapacit pro formulaci cílů a návrhových plánů.
2. Rozvoj pravomocí zapojených do plánovacích procesů a strategií k dosažení cílů.
3. Provádění dovedností zapojených do provádění plánů.
4. Uznání úspěchu získaného chováním a potřeba změnit aktivitu, zastavit ji a vytvořit nové akční plány.
5. Inhibice nevhodných odpovědí.
6. Proces výběru chování a jeho organizace v prostoru a čase.
7. Rozvoj kognitivní flexibility v monitorovacích strategiích.
8. Dohled nad chováním založeným na motivačních a afektivních stavech.
9. Dohled nad chováním na základě zvláštností kontextu za všech okolností.
10. Rozhodování.

Prefrontální kůra a výkonné funkce

MRI mozku

Prostřednictvím počátečních studií Fustera a Goldmana-Rakiće byl pojem výkonné funkce vyvinut tak, aby pojmenoval kapacitu a aktivitu, kterou profrontální kůra rozvíjí.

Výkonná funkce se tedy týká schopnosti reprezentovat informace, které v daném čase nejsou přítomny v prostředí, a také vytvoření „mentálního poznámkového bloku“.

Koncept výkonné funkce prefrontální kůry tedy zahrnuje vývoj kognitivních odpovědí na složité nebo obtížně řešitelné problémy.

Současné studie naznačují, že minulé zkušenosti jsou zastoupeny v prefrontální kůře, aby se aplikovaly na současnost, a tak vedly rozhodování.

Obecně by touto funkcí byla prefrontální kůra mozkovou strukturou, která by lidem dala schopnost rozumu a schopnost používat znalosti a minulé zkušenosti k modulaci chování.

Konkrétněji práce Goldmana-Rakina popisují tyto typy funkcí jako způsob, jakým lze reprezentativní znalosti použít k inteligentnímu vedení myšlenek, akcí a emocí.

Výkonné funkce by byly procesem, který by vedl ke schopnosti potlačovat myšlenky, chování a pocity, které jsou považovány za nevhodné.

Teorie výkonných funkcí

V současné době existuje mnoho různých teorií, které se snaží vysvětlit konkrétní fungování této činnosti prováděné prefrontální kůrou. Jeden z nich předpokládá, že pracovní paměť by byla základní součástí procesu pozornosti a chování.

Konkrétně vám pracovní paměť umožňuje uchovat nové zachycené informace a ponechat je na pár sekund v mysli osoby. Přizpůsobení této informace předchozím poznatkům by mohlo být procesem, který dal vznik výkonným funkcím a určoval aktivitu prefrontální kůry.

Na druhé straně Shimamura navrhl teorii dynamického filtrování, která popisuje roli prefrontální kůry ve výkonných funkcích.

V této teorii se předpokládá, že prefrontální kůra by fungovala jako mechanismus filtrování na vysoké úrovni, který by upřednostňoval cílově orientované aktivace a inhiboval aktivace, které mohou být irelevantní.

Nakonec Miller a Cohen navrhli integrativní teorii fungování prefrontální kůry. V této teorii se předpokládá, že kognitivní kontrola vzniká aktivním udržováním vzorců aktivity v prefrontální kůře, které jsou zaměřeny na vytváření reprezentací cílů, které mají být dosaženy, a nezbytných prostředků k jejich dosažení.

Lézie v prefrontální kůře

Phineasova zástava

První nález o lézích v prefrontální kůře byl proveden prostřednictvím dokumentace slavného případu Phineasa Gagee, pracovníka železnice, který po nehodě utrpěl vážné zranění čelního laloku mozku.

Prostřednictvím poškození mozku, které kriticky zahrnovalo prefrontální kůru, si Phineas uchoval svou paměť, řeč a motorické schopnosti. Jeho osobnostní rysy se však po nehodě radikálně změnily.

Poškození v prefrontální kůře ho ve skutečnosti způsobilo, že byl podrážděný, netrpělivý a měl vysoké deficity v sociálních a mezilidských vztazích.

Následně další studie provedené s pacienty s prefrontálním poškozením ukázaly, že lidé jsou schopni za určitých okolností správně verbalizovat, jaké by bylo nejvhodnější sociální chování.

Přestože jsou schopni správně rozumět chování, které má následovat, mají v praxi potíže s provedením uvedených chování. Ve skutečnosti mají v každodenním životě tendenci provádět činy, které přinášejí okamžité uspokojení, přestože vědí o negativních důsledcích, které mohou mít z dlouhodobého hlediska.

Přidružené poruchy

Shromážděné údaje o účincích přímého poškození prefrontální kůry naznačují, že tato oblast mozku nesouvisí pouze se schopnostmi pochopit dlouhodobé následky, ale zahrnuje také mentální kapacitu pro zpoždění okamžitého uspokojení..

V současné době existuje hojná literatura zaměřená na zlepšení porozumění role prefrontální kůry při různých neurologických poruchách, jako je schizofrenie, bipolární porucha nebo porucha hyperaktivity s deficitem pozornosti.

Tyto tři psychopatologie souvisejí s určitou dysfunkcí mozkové kůry, což je skutečnost, která by motivovala ke změnám chování u lidí.

Podobně byly nyní zahájeny klinické studie s farmakoterapií, které zjistily, že určitá léčiva, jako je guanfacin, zlepšují funkci prefrontální kůry.

Konečně se předpokládá, že další patologické stavy, jako je deprese, zvýšená stresová reakce, chování a sebevražedné pokusy, sociopatie nebo drogové závislosti, mohou také souviset s fungováním prefrontální kůry.

Vědecké důkazy o těchto hypotézách jsou však omezené a je nutné další zkoumání, aby se určila role prefrontální kůry v těchto typech psychopatologických poruch.

Reference

1. Jódar, M (Ed) et al (2014). Neuropsychologie. Barcelona, ​​redakční UOC.
2. Javier Tirapu Ustárroz et al. (2012). Neuropsychologie prefrontální kůry a výkonné funkce. Editorial Viguer.
3. Lapuente, R. (2010). Neuropsychologie. Madrid, vydání Plaza.
4. Junqué, C.I Barroso, J (2009). Neuropsychologie. Madrid, Ed. Synthesis.
5. Bryan Kolb, Ian Q. Whishaw (2006): Human Neuropsychology. Editorial Médica Panamericana, Barcelona.
6. Jódar, M (ed). (2005). Poruchy jazyka a paměti. Redakční UOC.