CORTECCIA PREFRONTALE: ANATOMIA, FUNZIONI E LESIONI - NEUROPSICOLOGIA - 2024

La corteccia prefrontale , nota anche come corteccia prefrontale, è una regione del cervello che si trova nella parte anteriore dei lobi frontali. Nello specifico, questa struttura si trova di fronte alle aree motorie e pre-motorie della corteccia frontale, risultando in una regione di base per la pianificazione di comportamenti cognitivamente elaborati.

Ricerche recenti hanno messo in relazione la corteccia prefrontale con attività come l'espressione della personalità, i processi decisionali e l'adeguatezza di un comportamento sociale appropriato in ogni momento.

Corteccia prefrontale (rossa)

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.

Questo articolo esamina le principali caratteristiche della corteccia prefrontale. Vengono discusse le principali teorie su questa regione del cervello, le sue attività e i disturbi associati.

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 nella fronte, e costituisce la parte anteriore dei lobi frontali del cervello.

Più specificamente, la corteccia prefrontale si trova appena davanti ad altre due importanti aree del lobo frontale: la corteccia motoria e la corteccia pre-motoria. 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 medio-dorsale del talamo.
3. Come la parte della corteccia frontale la cui stimolazione elettrica non provoca movimenti.

La corteccia prefrontale può essere distinta dalle altre aree del lobo frontale attraverso la sua composizione cellulare, la sua innervazione dopaminergica e il suo input talamico. 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 più elaborata nei primati, animali noti per il loro repertorio comportamentale vario e flessibile.

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

Illustrazione della corteccia prefrontale

In questo senso, Miller e Cohen hanno stabilito che la corteccia prefrontale non è una struttura critica per l'esecuzione 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 dall'alto verso il basso, cioè quando il comportamento deve essere guidato da 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 sia stato il primo a utilizzare questo criterio per distinguere la corteccia prefrontale. Molti dei ricercatori pionieri nella citoarchitettura del cervello hanno limitato il termine prefrontale a una regione molto più piccola.

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

Nella terminologia delle aree di Brodmann, la corteccia prefrontale comprende le aree 8, 9, 10, 11, 44, 45, 46 e 47, risultando in una regione molto ampia con un gran numero di strutture al suo interno.

Aree di Brodmann

D'altra parte, la corteccia prefrontale si distingue come zona di proiezione per i nuclei del talamo, secondo il lavoro di Rose e Woolsey. Questi autori hanno dimostrato che negli animali non primati (che non hanno una corteccia prefrontale), queste strutture proiettano in diverse regioni. In particolare, verso le aree anteriore e ventrale.

Allo stesso modo, ci sono attualmente studi che hanno dimostrato che le proiezioni del nucleo mediodorsale del talamo non sono limitate alla corteccia prefrontale nei primati, ma che potrebbero viaggiare anche ad altre strutture cerebrali.

Infine, oggi la corteccia prefrontale è anche conosciuta come quell'area della corteccia frontale la cui stimolazione elettrica non provoca movimenti osservabili. Tuttavia, questa definizione causa alcune controversie poiché l'assenza di movimenti osservabili dopo la stimolazione elettrica può essere osservata anche nelle regioni non granulari della corteccia.

Caratteristiche

La corteccia prefrontale è una struttura fortemente interconnessa con gran parte del cervello. Al suo interno si possono vedere abbondanti connessioni con altre regioni corticali e subcorticali.

La corteccia prefrontale dorsale è particolarmente interconnessa con le regioni del cervello coinvolte in processi come l'attenzione, la cognizione e l'azione. Invece, la corteccia prefrontale ventrale si interconnette con le strutture cerebrali correlate e coinvolte nei processi emotivi.

Infine, si dovrebbe tenere conto del fatto che la corteccia prefrontale riceve informazioni dai sistemi di eccitazione del tronco cerebrale e la sua funzione dipende particolarmente dal suo ambiente neurochimico.

Brainstem (arancione)

Più in generale, esiste attualmente un alto consenso scientifico sul fatto che la corteccia prefrontale è una regione del cervello che è principalmente coinvolta nella pianificazione di comportamenti cognitivamente complessi.

Questo tipo di funzioni implica lo svolgimento di attività come l'espressione della personalità, lo sviluppo di processi decisionali o l'adattamento del comportamento alle situazioni sociali che si verificano in ogni momento.

Pertanto, la corteccia prefrontale è una regione fondamentale per coordinare pensieri e azioni in conformità con gli obiettivi interni e la conoscenza acquisita.

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

Attività della corteccia prefrontale

Attualmente, ci sono molte teorie che cercano di definire come funziona la corteccia prefrontale attraverso le funzioni esecutive.

In questo senso, la corteccia prefrontale è una regione funzionalmente molto difficile da analizzare e studiare, poiché ha connessioni multiple con praticamente tutte le strutture del cervello.

Tuttavia, al di là del meccanismo che può presentare, il tipo di attività che svolge è attualmente ben descritto. L'attività della corteccia prefrontale ricade su quelle che sono note come funzioni esecutive ed è caratterizzata dallo svolgimento delle seguenti azioni:

1. Sviluppo di capacità per formulare obiettivi e piani di progettazione.
2. Sviluppo dei poteri coinvolti nella pianificazione dei processi e delle strategie per il raggiungimento degli obiettivi.
3. Esecuzione delle competenze coinvolte nell'esecuzione dei piani.
4. Riconoscimento del risultato acquisito 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 sua organizzazione nello spazio e nel tempo.
7. Sviluppo della flessibilità cognitiva nelle strategie di monitoraggio.
8. Supervisione dei comportamenti sulla base di stati motivazionali e affettivi.
9. Supervisione dei comportamenti in ogni momento sulla base delle particolarità del contesto.
10. Il processo decisionale.

Corteccia prefrontale e funzioni esecutive

MRI del cervello

Attraverso gli studi iniziali di Fuster e Goldman-Rakic, il termine funzioni esecutive è stato sviluppato per dare un nome alla capacità e all'attività che sviluppa la corteccia prefrontale.

La funzione esecutiva si riferisce quindi alla capacità di rappresentare informazioni che non sono presenti nell'ambiente in un dato momento, così come alla creazione di un "blocco note mentale".

Pertanto, il concetto di funzione esecutiva della corteccia prefrontale comprende lo sviluppo di risposte cognitive a problemi complessi o difficili da risolvere.

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

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

Più specificamente, le opere di Goldman-Rakin descrivono questi tipi di funzioni come il modo in cui la conoscenza rappresentazionale può essere utilizzata per guidare in modo intelligente pensieri, azioni ed emozioni.

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

Teorie delle funzioni esecutive

Allo stato attuale, ci sono molte teorie diverse che cercano di spiegare il funzionamento specifico di questa attività svolta dalla corteccia prefrontale. Uno di loro postula che la memoria di lavoro sarebbe una parte fondamentale del processo di attenzione e inibizione comportamentale.

Nello specifico, la memoria di lavoro consente di conservare le nuove informazioni acquisite e conservarle per alcuni secondi nella mente della persona. L'adattamento di queste informazioni con una conoscenza preventiva potrebbe essere il processo che ha dato origine a funzioni esecutive e determinato l'attività della corteccia prefrontale.

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

In questa teoria si ipotizza che la corteccia prefrontale agisca come un meccanismo di filtraggio di alto livello che favorirebbe le attivazioni orientate agli obiettivi e inibirebbe le attivazioni che potrebbero essere irrilevanti.

Infine, Miller e Cohen hanno proposto una teoria integrativa del funzionamento della corteccia prefrontale. In questa teoria si teorizza che il controllo cognitivo derivi dal mantenimento attivo dei modelli di attività nella corteccia prefrontale, che mirano a creare rappresentazioni degli obiettivi da raggiungere e dei mezzi necessari per raggiungerlo.

Lesioni nella corteccia prefrontale

Phineas gage

La prima scoperta di lesioni nella corteccia prefrontale è stata fatta attraverso la documentazione del famoso caso di Phineas Gage, un ferroviere che, a seguito di un incidente, ha subito una grave lesione al lobo frontale del cervello.

Attraverso il danno cerebrale che ha coinvolto in modo critico la corteccia prefrontale, Phineas ha mantenuto la sua memoria, la parola e le capacità motorie. Tuttavia, i tratti della sua personalità sono cambiati radicalmente dopo l'incidente.

Infatti il ​​danno subito nella corteccia prefrontale lo ha reso irritabile, impaziente e con alti deficit nelle relazioni sociali e interpersonali.

Successivamente, altri studi condotti con pazienti con danno prefrontale hanno dimostrato che le persone sono in grado di verbalizzare correttamente quali sarebbero i comportamenti sociali più appropriati in determinate circostanze.

Nonostante siano in grado di ragionare correttamente sul comportamento da seguire, in pratica hanno difficoltà nell'esecuzione di tali comportamenti. Nella vita di tutti i giorni, infatti, tendono a compiere atti che recano gratificazione immediata pur conoscendo le conseguenze negative che possono portare a lungo termine.

Disturbi associati

I dati raccolti sugli effetti del danno diretto alla corteccia prefrontale indicano che questa regione del cervello non è solo correlata alla capacità di comprendere le conseguenze a lungo termine, ma coinvolge 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 schizofrenia, disturbo bipolare o disturbo da deficit di attenzione e iperattività.

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

Allo stesso modo, sono stati ora avviati studi clinici con farmacoterapia che hanno scoperto che alcuni farmaci, come la guanfacina, migliorano la funzione della corteccia prefrontale.

Infine, si ipotizza che anche altre condizioni patologiche come depressione, elevate risposte allo stress, comportamenti e tentativi di suicidio, sociopatie o dipendenze da droghe possano essere correlate al funzionamento della corteccia prefrontale.

Tuttavia, l'evidenza scientifica su queste ipotesi è limitata e sono necessarie ulteriori indagini per determinare il ruolo della corteccia prefrontale in questi tipi di disturbi psicopatologici.

Riferimenti

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