Capítulo 22

El Pensamiento

y las Funciones Ejecutivas

Juan José López-IborTomás Ortiz AlonsoMaría Inés López-Ibor AlcocerAlberto Fernández LucasNuria Paúl Lapedriza

Pensar Del latín pensare, ‘pesar’, ‘examinar’, ‘apreciar’ (lit.

asignar un precio)

– Sopesar– Actuar en consecuencia – Proceso mediante el cual la mente se

dedica al examen de una cuestión para formar una opinión o tomar una resolución (M. Moliner)

– El pensamiento como actividad en la que se embarca el que se enfrenta un problema concreto

El Proceso de Pensar

Habilidad para resolver problemas– Flujo de ideas, símbolos y asociaciones, que surge

ante un problema o una tarea, y cuya finalidad es resolverlo mediante toma de decisiones y acciones concretas

– Requiere la modulación y del control de rutinas cognitivas fundamentales

– Comienza con un planteamiento novedoso y no habitual en la conducta diaria, que requiere poner en marcha habilidades cognitivas específicas

Pensamiento y Funciones Ejecutivas

Esta capacidad para resolver los problemas de la vida cotidiana está asociada con una serie de componentes o habilidades

Esta suma de habilidades se conoce en Neurociencia como Funciones Ejecutivas

Las Funciones Ejecutivas representan un modelo explicativo para las conductas humanas más complejas sustentado en el funcionamiento de sistemas cerebrales específicos

Pensamiento y Funciones Ejecutivas: ANTECEDENTES

Perspectiva jerárquica (Hugling Jackson, 1844) de las funciones cerebrales: existen unas áreas cerebrales “superiores” que controlan otras áreas “inferiores”. Equivalente para las funciones cognitivas

Modelos en primates (Jacobsen, 1937): importancia del cortex prefrontal en la capacidad para mantener información en la mente y para crear “modelos mentales” de las situaciones

“Aptitud abstracta” (Godstein, 1936): capacidad para analizar las situaciones y descomponerlas en sus partes constituyentes

• Investigó un gran número de pacientes con daño en el lóbulo frontal e identificó que la mayor parte eran incapaces de analizar sistemáticamente las condiciones de un problema.

• Las operaciones necesarias que normalmente llevan a la solución de un problema estaban desintegradas; soluciones parciales fragmentadas sin una conexión con un plan general

• No existía un plan para solucionar un problema, siendo característica la omisión de la fase de la investigación preliminar de las condiciones del problema

• Por último identificó que estas operaciones intelectuales estaban sustituidas por conductas impulsivas

Luria, 1966

Pensamiento y Funciones Ejecutivas: ANTECEDENTES

Pensamiento y Funciones Ejecutivas: ANTECEDENTES

Existe un consenso general sobre la influencia de los datos obtenidos a partir de pacientes con lesiones frontales y sus consecuencias cognitivas, de personalidad y conductuales en el concepto de Función Ejecutiva. Existe una íntima relación entre Función y/o Control Ejecutivo y la función de los lóbulos frontales

El caso prototípico, ya mencionado en lecciones anteriores, es Phineas Gage, pero existen otros casos similares...

LOS “OTROS” PHINEAS GAGESteven W. Anderson et al., 1999 Impairment of social and moral behavior related to early damage in human prefrontal cortex.Nature Neuroscience

Paciente A tenía 20 años en el momento del estudio. Había sufrido un atropello a los 15 meses de edad. En el momento del accidente la paciente se recuperó aparentemente a los 15 días. No se observaron anomalías conductuales hasta los tres años, cuando por primera vez se observó una anormal falta de reacción ante los castigos físicos y verbales. Sus profesores consideraban a la paciente como inteligente y académicamente capaz, pero generalmente se mostraba incapaz de terminar las tareas que se le asignaban. Su adolescencia estuvo marcada por un comportamiento desorganizado tanto en casa como en la escuela. Robaba a su familia, a otros chicos y en tiendas con frecuencia, lo que le condujo a múltiples arrestos. Abusaba física y verbalmente de otros y mentía de forma crónica. Además exhibía conductas sexuales de riesgo desde edades tempranas lo que le condujo a un embarazo no deseado con 18 años Los tratamientos farmacológicos y conductuales no le resultaron de ninguna ayuda. Después de ponerse a sí misma en situaciones de riesgo físico y financiero, la paciente se convirtió en enteramente dependiente de la ayuda de sus padres y de las agencias sociales que le ayudaban a superar sus contínuos problemas personales. La paciente nunca expresó sentimientos de culpa o remordimiento por su conducta, no daba muestra de experimentar sentimientos de empatía y su conducta maternal estuvo marcada siempre por una peligrosa insensibilidad hacia las necesidades del bebé.

Paciente B: había sufrido la resección de un tumor frontal derecho a los tres meses de edad. El paciente mostró una recuperación excelente y no aparecieron nunca signos de una recurrencia del tumor. En la escuela primaria mostró algunas dificultades para controlar su conducta y para interactuar con sus compañeros, pero su comportamiento no era demasiado desordenado ni en casa ni en la escuela. Hacia los 9 años comenzó a mostrar una falta de motivación general y sufría repentinos y ocasionales explosiones de furia. Sus hábitos de trabajo eran pobres y se le recomendó un seguimiento especial. El paciente fue capaz de graduarse en la “high school”, pero sus problemas conductuales aumentaron después de la graduación. Si se le dejaba a su aire sus actividades se limitaban a ver la televisión y escuchar música. Consumía grandes cantidades de comida basura y progresivamente se convirtió en obeso. Además realizaba elecciones anormales de los alimentos que consumía, por ejemplo comía alimentos congelados sin cocinarlos. Su actividades finacieras eran muy temerarias, así que se encontraba con muchas deudas lo que a su vez le llevaba a cometer robos de poca importancia. Frecuentemente amenazaba a otras personas y las agredía físicamente. Mentía frecuentemente y sin motivo. Su conducta sexual era irresponsable, así que tuvo un hijo no deseado en una relación casual del que no quiso ocuparse. Era dependiente del apoyo económico y legal de sus padres. Jamás mostró ningún sentimiento de culpabilidad o remordimiento y tampoco pudo formular ningún plan realista para el futuro.

LOS “OTROS” PHINEAS GAGESteven W. Anderson et al., 1999 Impairment of social and moral behavior related to early damage in human prefrontal cortex.Nature Neuroscience

Pensamiento y Funciones Ejecutivas: ANTECEDENTES En el caso de Gage o los que acabamos de presentar, las lesiones

del cortex prefrontal producen una enorme variedad de problemas, estos problemas sirven para definir los siguientes procesos ejecutivos básicos:

– Memoria operativa-Ejecutivo Central– Planificación y organización de la conducta– Pensamiento abstracto– Toma de decisiones complejas– Regulación de las emociones e impulsos– Secuenciación de conductas dirigidas a objetivos– Monitorización-supervisión del pensamiento y de la acción– Inicio voluntario y “propositivo” de las conductas– Control inhibitorio sobre estímulos y respuestas que compiten – Control atencional

Pensamiento y Funciones Ejecutivas: ANTECEDENTES

Además de estos aspectos, existen otras descripciones de la “familia de habilidades” que componen las Funciones Ejecutivas:

– Imposición de estructuras cognitivas adecuadas en situaciones desestructuradas

– Manejo de demandas cognitivas inesperadas, “la novedad”– Mediación entre la cognición y la emoción en situaciones de riesgo– Mantenimiento de la autonomía personal en el contexto de la

interacción social – Implicación en la “Teoría de la mente”

Pensamiento y Funciones Ejecutivas: ANTECEDENTES

Mesulam (2002): “los procesos del lóbulo frontal son importantes para superar el “modo por defecto (default mode)” del procesamiento de la información. Este modo refleja una tendencia primitiva y desinhibida de la conducta que supone la activación de reacciones automáticas y la búsqueda de una gratificación inmediata”(Recordar Tema 15: Instintos, Impulsos...)

Pensamiento y Funciones Ejecutivas: ANTECEDENTES

Como hemos visto todas estas características describen una parte de lo que son las Funciones Ejecutivas, sin embargo hace difícil encontrar un elemento común ¿Qué son las Funciones Ejecutivas?

A.Una familia de habilidades-capacidades dependientes del lóbulo frontal

B. ¿Existe una “capacidad fundamental” que subyace a todas las Funciones Ejecutivas?

El cortex prefrontal se ha expandido a lo largo de la evolución de los mamíferos y los primates. El aumento del tamaño del cortex prefrontal es una característica distintiva de los humanos y los primates. Otros mamíferos con grandes cerebros en proporción con su tamaño corporal, como delfines o ballenas, presentan un mayor desarrollo del cortex parietal, por ejemplo.

De acuerdo con Brodmann (1909), el cortex prefrontal supone un 29% del total del cortex humano, 17% en el chimpance, 11.5% en el macaco, y sólo un 3.5% en el gato.

Pensamiento y Funciones Ejecutivas: CORTEX PREFRONTAL

Pensamiento y Funciones Ejecutivas: NEUROANATOMIA Y FUNCIONES

Tres subdivisiones fundamentales:

-Lateral (dorsolateral)Prefrontal-Ventromedial-orbitofrontal-Cortex cingulado anterior

Extraordinaria conectividad con cualquier área del cerebro

- Cortex Medial-prefrontal/Cingulado Anterior: Control cognitivo sobre las acciones; monitorización y resolución de conflictos de respuesta.

- Cortex lateral prefrontal: Memoria operativa (MO) y “procesos ejecutivos”

- Orbitofrontal: Interpretación de las recompensas, toma de decisiones basada en aspectos emocionales-motivacionales y en la experiencia previa

Pensamiento y funciones ejecutivas: NEUROANATOMIA Y FUNCIONES

Cortex Medial-prefrontal y “Utilization behavior”

Cortex Medial-prefrontal y “Utilization behavior”

Cortex Medial-prefrontal y “Utilization behavior”

Utilization behavior: Los pacientes se sienten “atraídos” por los objetos de tal forma que no pueden evitar utilizarlos a pesar de que su utilización sea claramente inapropiada dentro del contexto¿Inhibición de respuestas competitivas?

Estímulos congruentes: GREEN RED

Estímulos incongruentes GREEN RED

Macdonald et al. (2000) Dissociating the Role of the Dorsolateral Prefrontal and Anterior Cingulate Cortex in Cognitive Control Science 288, p.1835-1838

STROOP: COLOR TINTA O NOMBRE

Instrucción: “Palabra" "COLOR"

Dorso-lateral mantiene las instrucciones de la tarea (MO) Cingulado anterior responde a los conflictos de respuesta ante estímulos incongruentes color-palabra

Macdonald et al. (2000) Science 288, p.1835-1838

Cortex lateral-prefrontal

Las funciones específicas del cortex lateral-prefrontal están menos claras pero conocemos una serie de tareas que los pacientes con lesiones en esta zona del cerebro realizan mal. Todas tienen en común la implicación de la atención y de la MO, además de reflejar rigidez conductual, falta de iniciativa y aplanamiento emocional

Wisconsin Card Sorting Test (WCST) Grant & Berg, 1936;Brenda Milner, 1963

W. W. Norton

Pacientes lesiones DLPF: perseveración

Konishi et al.,(1998) Nature Neuroscience 1: p.80-4

Activación de la corteza lateral prefrontal ante el cambio de criterio (set shifting) en la tarea WCST

Cortex lateral-prefrontalEl cortex lateral prefrontalactúa como un depósito o almacén temporal para las representaciones mentales que provienen de otros lugares de la corteza y que son necesarias para la planificación de cualquier actividad cotidiana:“An organism’s ability to guide its behavior by internal representations” (Baars & Gage, 2007)

Cortex Ventral-prefrontal

•ESTIMACIÓN DE LAS CONSECUENCIAS DE NUESTRAS ACCIONES A PARTIR DE LA EXPERIENCIAS PREVIAS Y DEL VALOR EMOCIONAL-MOTIVACIONAL DE LAS SITUACIONES

•DESINHIBICION EMOCIONAL, PROBLEMAS DE CONDUCTA Y SOCIALES

+500

-£1500

+200+100

+100

+100

-1000+100

+50+25

-50

+50+25

-50

+50+25

Cartas“malas” Cartas “Buenas”

Iowa gambling task

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cartas Malas

CartasBuenas

D

C

B

A

Trial number

Sujeto Control

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Trial number

Paciente con Lesión Orbitofrontal

Cartas Malas

CartasBuenas

D

C

B

A

Iowa gambling task: lesiones orbitofrontales

Cortex Ventral-prefrontal

LOS PACIENTES CON LESIONES VENTRALES U ORBITO-FRONTALES ELIGEN LA RECOMPENSA INMEDIATA SIN TENER EN CUENTA LAS CONSECUENCIAS A LARGO PLAZO DE SUS ACCIONES

Pensamiento y Funciones Ejecutivas: redes funcionales

NO OBSTANTE, EN LA PRACTICA ES CASI IMPOSIBLE ASOCIAR UN AREA ESPECIFICA DEL CORTEX PREFRONTAL CON UNA FUNCION EJECUTIVA. EN REALIDAD ESTAS DEPENDEN DEL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE UNA RED FUNCIONAL

Pensamiento y Funciones Ejecutivas: redes funcionales

Cortex prefrontal y Funciones Ejecutivas: planificación de la acción

•Nuestras acciones tiene un propósito•Actuamos porque queremos lograr nuestros objetivos para obtener una satisfacción de nuestras necesidades•Los pacientes con daño prefrontal son incapaces de sostener un plan de acción para conseguir sus objetivos

Hacer bien el examen

Leer los temas

Ir a clase

Estudiar antes del examen

Descansar

Subrayarla lectura

No salir la noche anterior

Tener café a mano

Otra función ejecutiva que se ha ligado al cortex prefrontal es el manejo de la novedad cognitiva, es decir, dar la respuesta adecuada a situaciones que no son rutinarias

Las areas sombreadas son aquellas que controlan las acciones ante situaciones novedosas, pero hay una activación muy similar ante situaciones automatizadas

Cortex Prefrontal y Funciones Ejecutivas: Novedad y Rutina

En nuestra vida diaria nos encontramos con dos tipos de situaciones:

Determinísticas: sólo hay una solución correcta para el problema y esta es intrínseca a la situación (p.e. recordar un número de teléfono). Al encontrar la solución correcta realizamos una “toma de decisiones veraz”.

Ambiguas: innumerables situaciones de la vida cotidiana, como qué ropa ponernos, qué película ir a ver, qué carrera elegir, etc. Todas ellas son ambiguas en el sentido de que no hay una única respuesta correcta. Cuando tomamos una decisión de este tipo nos implicamos en una “toma de decisiones centrada en el actor”.

Cortex Prefrontal y Funciones Ejecutivas: Toma de decisiones

La Tarea del “Sesgo Cognitivo”

El paciente ve primero la carta de arriba y después debe elegir lo más rápidamente posible una de las dos figuras de abajo. Se le avisa de que no hay una elección particular que sea la correcta.

Cortex Prefrontal y Funciones Ejecutivas: Toma de Decisiones

La Tarea del “Sesgo Cognitivo”

La decisión nos da idea sobre el grado en que los pacientes son sensibles al contexto para tomar sus decisiones.

Por ejemplo, el cuadrado azul es similar al rojo en la forma, el tamaño y en que todo él está coloreado. Así que si el paciente selecciona este significa que depende más del contexto que si selecciona los dos círculos rojos que sólo se parecen en el color.

Cortex Prefrontal y Funciones Ejecutivas: Toma de decisiones

La planificación y ordenación de la operaciones mentales para alcanzar nuestros objetivos son, como hemos visto, funciones básicas del cortex prefrontal. Sin embargo en la planificación de nuestra conducta debemos tener en cuenta también los planes que realizan nuestros semejantes, así como sus objetivos.

Para tener éxito en la interacción con los otros debemos ser capaces, no sólo de tener nuestro propio plan de acción sino de “intuir” la naturaleza de los planes de nuestros semejantes.

Esto es: la capacidad de “penetrar” en la mente de los otros

Cortex Prefrontal y Funciones Ejecutivas: Teoría de la Mente

Para lograr esto debemos tener la capacidad de formar una representación mental propia de la vida mental de nuestros semejantes, lo que en psicología cognitiva se denomina una “teoría de la mente”. Nuestras acciones deben elegirse bajo la influencia de: “la teoría que tenemos formulada en nuestra propia mente sobre el contenido de la mente de los otros”.

Esta necesidad supone que los procesos ejecutivos implicados en un ambiente interactivo (social) son mucho más complejos que los requeridos cuando estamos solos.

Cortex Prefrontal y Funciones Ejecutivas: Teoría de la Mente

¿HABEIS PENSADO QUE HACEMOS ¿HABEIS PENSADO QUE HACEMOS CUANDO MENTIMOS?CUANDO MENTIMOS?

No es necesario tener una lesión estructural en la corteza prefrontal para sufrir una disfunción prefrontal o ejecutiva. Los lóbulos frontales muestran una especial vulnerabilidad en numerosos trastornos no focales, como el Síndrome de Tourette, el trastorno por déficit de atención e hiperactividado la ESQUIZOFRENIA.

Cortex Prefrontal y Funciones Ejecutivas: Conclusión

¿TRASTORNOS DEL PENSAMIENTO REPRESENTAN ALGUN TIPO DE DISFUNCION EJECUTIVA?

FUENTES

Cognition, Brain and Consciousness: An Introduction to Cognitive Neuroscience

Editores Bernard J. Baars and Nicole M. Gage

2007 Academic Press. Disponible en internet, documento “ppt”

Executive Functions and Frontal Lobes. En Cognitive neuroscience: The biology of mind 2ª Edición. Editores M.S Gazzaniga, R.B. Ivry y C.R. Mangun, Norton 2002. Disponible en internet, documento “ppt”

Daniels, Toth y Jacoby; 2004. “The aging of Executive Functions”. Disponible en internet, documento “pdf”.

Frontal-Subcortical Circuits in Psychiatric and Neurological Disorders. Lighter DG & Cummings JL (Eds). New York: Guildford Press.