A. Slachevsky Ch., MD, PhD Instituto de Ciencias Biomédicas

Departamento de Ciencias NeurológicasFacultad de Medicina U. de Chile

Unidad de Neurología Cognitiva y Demencias Hospital del SalvadorClínica Alemana

PsicomedicaEmail: aslachevsky@adsl.tie.cl

Trastornos Neuropsicológicos y corteza prefrontal

Trastornos Neuropsicológicos y corteza prefrontal

1. Anatomía del Cortex prefrontal 2. Principales manifestaciones clínica 3. Organización anatómo-funcional del cortex

prefrontal4. ¿Como se explica el rol del cortex prefrontal?

• La Anatomía• Concepto de Funciones ejecutivas• Concepto de la auto-regulación del comportamiento• Los Modelos

Cortex prefrontal

Azul: Cortex prefrontal; morado: área visual suplementaria; verde: área premotora; roja: área motora primaria

Mapa citoarquitectónico de la neocorteza en cerebro humano (Korbinian Brodmann, 1912).

PFC dorsolateral: BA 9, 10, 11, 45*, 46 y 47

PFC ventromedial: BA 11, 12, 13, 32, 33

Localización de la Corteza Prefrontal

Cortex PrefrontalCx asociativo heteromodal

Cortex prefrontalDesarrollo filogenético

Cortex prefrontalDesarrollo ontogénetico

Mielinasión del cortex prefrontal se termina a los 20 años

Cortex prefrontalDivisiones funcionales del Cortex prefrontal

Cortex prefrontalConexiones del cortex prefrontal

Cortex prefrontal

Principales conexiones del

Cortex prefrontal

Cortex prefrontal

(Fuster, 2000)

Cortex prefrontal y conciencia

(Delcul et al. 2008)

Cortex prefrontal y consciencia

(Delcul et al. 2008)

Distribution of lesionsPeak correlation

with consciousness threshold

z = -10z = -10z = -20 z = +30

x = -30x = -30

t value

1.5

3.0

percentsubjects

0

34 %

Cortex prefrontal y consciencia

Recuperación medica “completa”, no obstante….

« The equilibrium or balance, so to speak, between his intellectual abilities and animal propoensities, seems to have been destroyed » (Harlow, 1968)

Caso de Phineas Gage (1848) Inicio de la Historia moderna del Cortex

Prefrontal

Casos EmblemáticosPhineas Gage (1848)

Phineas Gage - Harlow (1868) ”He is fitful, irreverent, indulging at

times in the grossest profanity,impatient of restraint or advice when it conflicts with

his desires; at times pertinaciously obstinate yet

capricious and vascillating. His friends and acquaintances said

he was no longer Gage”

“ Es capricioso, poco respectuoso, llegando a ser grosero, impaciente, poco

tolerante con los limites que se oponen a sus deseos; a veces obstinado y cambiante. Sus

amigos y conocidos decian que no era mas Gage”

Trastorno muy importante de la personalidad

Trastorno de la adaptacion del comportamiento

Casos paradigmaticosPaciente de Hebb y Penfield (1949)

• Trastorno de la planificacion y de la realizacion de tareas complejas

Acciones individuales realizadas correctamente Trastorno en la realizacion de secuencias de acciones

• Ausencia de trastornos de la personalidad

Casos clásicos

Luria (1964) - Ejemplo :Hay 18 libros en dos estantes y estan dispuestos de tal manera que hay el doble de libros en un estante en comparación al otro. ¿Cuanto libros hay en cada estante ?

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– Estereotipias (Ames, Cummings et al., 1994)– Apragmatsima

» Trastrono de la iniciacion del movimiento en ausencia de estimulo externo

Clínica de las lesiones prefrontales

• Trastornos motores– Conductas de « aproximacion » (Denny-Brown, 1958)– Estereotipias (Ames, Cummings et al., 1994)– Adherencia ambiental (Lhermitte, Pillon et al., 1986)

• Imitacion• Utilizacion• Colleccionismo• Prension

– Apragmatsima • Trastrono de la iniciacion del movimiento en ausencia de estimulo

externo

– Paratonia facilitatoria (Beversdorf et Heilman, 1998)

Trastornos sensitivos

• Negligencias sensitivas transitorias (Damasio, Damasio et al., 1980)

• Sd Pseudoagnosicos (Luria, 1980)– « the pseudoagnostic disturbances of perception accompanying lesions

of the frontal lobes sometimes assume forms so outwardly similar to the manifestations of true optic agnosia that only by careful observation of the passive character of the perceptual activity and of the syndrome of generalized inertia and of lack of critical attitude towards performance will these defects be correctly diagnosed »

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 de la memoria

Semantic retrieval

Storage (‘encoding’) of new episodic info.

Episodic retrieval

• Ausencia de un síndrome amnésico convencional• Trastorno de la recuperación y codificación de la información

Trastornos de la memoria• Déficit de la memoria contextual

– Amnesia de la Fuente (Ferguson et al., 1992)– Pacientes pueden aprender nueva información

pero no recuerdan las circunstancias de aprendizaje

–Falsos reconocimientos (Parkin et al., 1996)

–Confabulaciones

Trastorno de memoria• Déficit de Memoria de trabajo • Trastornos del discurso

– Afasia adinámica (lesiones Cx PF izquierdo)

– Discurso incoherente (lesiones Cx PF derecho)

• ↓ fluencia verbal

Trastornos del lenguaje

• Trastorno de la programación motriz• Alteración del juicio & razonamiento• Dificultad de planificación• Lentitud• Perseveraciones

Trastornos cognitivos 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

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 comportamientoTrastorno de la toma de decisiones Trastornos del comportamientos

• Déficit en tareas de Teoría de la mente

• Déficit en conocimientos morales (según edad de adquisición de la lesión)

Diferentes síndromes frontales

Cortex prefrontal dorsolateral Cortex prefrontal dorsolateral

• Funciones Ejecutivas – Planificación, organización y ejecución de

comportamientos complejos dirigidos a un objetivo

– Flexibilidad cognitiva– Resolución de problemas – Conceptualización

Cx Prefrontal dorsolateralTrastorno de la toma de decisiones

Circuito orbitofrontal

Cortex orbitofrontal

• Comportamientos socialmente inadaptados• Sd orbitofrontal

– Desinhibición y disminución de la auto-regulación del comportamiento

– Falta de tacto y empatía– Trastorno del juicio social– Disminución de la capacidad introspectiva– Irritabilidad– Labilidad emocional, depresión, hypomania– Negligencia personal, disminución de la higiene

Cortex frontomedial

Sd frontomedial

Disminución del interés

Disminución de la motivación

Trastorno de la iniciacion

Disminución de la iniciativa

Indiferencia emocional

Dificultad en mantenerse en una tarea y terminarla

¿Como se explica el rol del cortex prefrontal ?

Personalidad

Resolución de problemasMotricidad

Lenguaje

Memoria de trabajo

Atención Toma de decisiones

Razonamiento

Planificación?

Trastornos del comportamiento

Adaptación al medio

Organización secuencial y temporal del comportamiento

Planificación

Espacio“Pseudoagnosia”/

Negligencia motora

¿El rol del corteza prefrontal?: La anatomía

Ganglios de la base

Cortex asociativo sensitivo

Sistemalimbico

Cortexmotor

Ejecución

Esquemas motores

Recuerdos

Medio Externo

Cortex

prefrontal

Adaptación del comportamiento

Hipocampo

Medio Interno

¿Como se explica el rol del cortes prefrontal?Anatomía

• Situación anatómica privilegiada:– Conjunción de información:

• Medio externo• Medio interno • Memoria• Emociones

– Elaboración respuestas

¿ Como conceptualizar las funciones y los diferentes de

funcionamiento del cortex prefrontal ?

Adaptación del comportamiento Un proceso multifactorial

Adaptation comportementale

Mémoire de travail

Auto-régulation du comportement

Contrôle des actions

Fonctions exécutives

Prise de décision

Contextualization

Adaptation comportementale

Mémoire de travail

Auto-régulation du comportement

Contrôle des actions

Fonctions exécutives

Prise de décision

Contextualization

Modelo de las funciones ejecutivas

Memoria

Atención

LenguajeFunciones espaciales

Funciones

Ejecutivas

El director de orquesta

Lesiones prefrontalesFunciones 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 prefrontalesAuto-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)

Como se explica el rol del cortex prefrontal

Modelos de funcionamiento• Modelos de Shallice y Norman

– Sistema de supervisión atencional• Modelos de Fuster:

– Memoria de trabajo• Modelo de Damasio:

– Marcadores somáticos• Modelo de Mesulam

The Default ModeLos datos clínicos indican la participación del CPF como un modulador

BA D

C

Modulador

BA AB

C

Operador (por defecto)

-The default mode caracteriza la unión Inflexible de estímulos-respuestas, sensibles al medio interno, pero impermeables a la modificación por el contexto o la experiencia.

-Respuestas automáticas e inmediatas (comportamiento instintivo)

M-M. Mesulam, 2000

- La principal función del CPF es suprimir y trascender el modo por defecto, haciendo las respuestas contingentes y no obligatorias

Trascendiendo el operador por defecto …

Modelo integrador“Trascendencia del modo predeterminado”

Trascend the default mode (Mesulam, 02)• “Corteza prefrontal permite que las respuesta

neuronal a un estimulo dado no sean obligatorias sino contingentes”

• Mecanismos:– Memoria de trabajo– Inhibición de la distractibilidad– Búsqueda activa de la novedad y de la posibilidad de elección– Valencia emocional de las experiencias y acciones– Codificación del contexto– Cambio de perspectiva y “relativismo” mental

El Sistema de supervisión atencional de Norman y Shallice

2 Niveles de control de las acciones:• Acciones cotidianas/ rutinarias/

automáticas→ “Dimiridor” de conflicto

• Acciones nuevas/ complejas/ presencia de un conflicto→ Sistema de supervisión atencional →Trastorno SSA

→Sd de adherencia al medio:→Comportamiento de utilización →Comportamiento de imitación

→Rigidez conductual o perseverancias:

→Falla en la inhibición de esquemas de acciones preponderantes

→Distractibilidad→Falla en la inhibición de esquemas de acción competitivos

PERCEPCION

SISTEMAEFECTOR

DimiridorDe

conflicto

El sistema de supervisiónatencional

Información sensorial

Respuestas

Modelos de funcionamiento Memoria de Trabajo

• Modelo de Fuster ,1971:– Interrupción del ciclo

percepción-acción⇒ Posibilidad de

“integración de la información sensorial y actos motores en secuencias conductuales novedosas, complejas y propositivas”

Estimulo

Intervalo de 5”

Respuesta

Teoría de los marcadores somáticos( Damasio, 94)

Pacientes con lesiones frontales

→ Una disminución de la reactividad emocional

Teoría de los marcadores somáticos( Damasio, 94)

Trastorno en toma de decisionesen pacientes con lesiones frontales

→ Recuerdo menos intenso de las emociones ligadas a experiencias previas

Teoría de los marcadores somáticos( Damasio, 94)

Modelo en Cascada

- El modelo postula una cascada de control que se extiende desde las regiones anteriores a las regiones posteriores del CPFL

-El modelo cascada explica el rol del CPFL en el CC, su organización funcional y su participación en la adaptación del comportamiento

-Sin embargo, el modelo fue probado en RNMf con:-Sólo sujetos sanos-Información puramente cognitiva Koechlin & cols, Nature 399, 148-151 (1999)

Koechlin & cols, Science 302 (2003)

Koechlin & cols, Nature 399, 148-151 (1999)Koechlin & cols, Science 302 (2003)

Modelo en Cascada- El reclutamiento de las distintas regiones prefrontales depende de la presencia de señales contextuales, temporales o de ramificaciones

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