Prefrontal Cortex: Анатомия, функции и свързани заболявания

Префронталната кора, известна още като префронталната кора, е област на мозъка, която се намира в предната част на фронталните лобове.

По-специално, тази структура е разположена пред моторните и предмоторните области на фронталния кортекс, което води до основна област за планиране на когнитивно разработени поведения.

Последните изследвания свързват префронталната кора с дейности като израз на личността, процесите на вземане на решения и целесъобразността на социалното поведение във всеки един момент.

По този начин, тази област на мозъка е една от основните структури, която определя качествата на човешкото поведение, както и изпълнението на най-сложните дейности.

В тази статия ще разгледаме основните характеристики на префронталната кора. Обсъждат се основните теории за този регион на мозъка, както и извършваните дейности и свързаните с тях нарушения.

Характеристики на префронталната кора

Префронталната кора (PFC) е област на мозъка, която съставлява приблизително 30% от мозъчната кора.

Тази структура е разположена във фронталната област на мозъка, т.е. в областта, разположена на челото, и е предната част на фронталните лобове на мозъка.

По-конкретно, PFC е точно пред две други важни области на фронталния лоб: моторната кора и предмоторната кора.

Понастоящем съществуват три основни начина за определяне на префронталната кора. Това са:

1. Подобно на зърнестата предна кора.
2. Тъй като областта на прожекцията на средното гръбно ядро ​​на таламуса.
3. Подобно на частта от предната кора, чиято електрическа стимулация не предизвиква движения.

CPF може да се разграничи от други области на фронталния лоб чрез неговия клетъчен състав, неговата допаминергична инервация и нейните таламични аферентни. По този начин тя представлява днес утвърден и разграничен регион.

Според повечето автори, като Милър и Коен, префронталната кора е регионът, който е най-развит при приматите, животни, известни с разнообразния и гъвкав поведенчески репертоар.

По този начин, CPF представлява набор от неокортикални области, които изпращат и получават проекции от практически всички сензорни кортикални системи, моторни системи и много суб-кортикални структури, и е основен регион за развитието на поведение и личност.

В този смисъл Милър и Коен определиха, че ХПС не е критична структура за изпълнение на прости или автоматични поведения, които не се обобщават в нови ситуации.

Напротив, префронталната кора е важна за тези дейности, които изискват обработка отгоре надолу, т.е. когато поведението трябва да се ръководи от вътрешни състояния или когато е необходимо да се използват социални и екологични елементи, които определят поведението.

анатомия

Чрез цитоархитектурата CPF се определя от наличието на гранулиран слой, който съответства на четвъртия слой на мозъчната кора.

Понастоящем не е съвсем ясно кой е първият използвал този критерий за разграничаване на префронталната кора. Много от пионерските изследователи в церебралната цитоархитектура ограничиха префронталния термин до много по-малък регион.

Въпреки това, през 1935 г., Карлайл Якобсен използва термина CPF, за да диференцира префронталните гранулирани зони от негранулните двигателни и предмоторни области на фронталния лоб.

В терминологията на областите на Бродман префронталната кора включва зони 8, 9, 10, 11, 44, 45, 46 и 47, което води до много широк регион с голям брой структури в неговото вътрешно пространство.

От друга страна, CPF се откроява като зона на прожектиране на таламусните ядра, според работата на Rose и Woolsey. Тези автори демонстрират, че при животни, които не са примати (които нямат FPC), тези структури се проектират към различни региони. По-специално към предната и вентралната област.

Също така, в момента има проучвания, които показват, че проекциите на медиодорсозното ядро ​​на таламуса не са ограничени до ПФК в приматите, а могат да пътуват и до други мозъчни структури.

И накрая, днес CPF е известен още като областта на фронталния кортекс, чиято електрическа стимулация не предизвиква видими движения. Тази дефиниция обаче предизвиква някои противоречия, тъй като отсъствието на наблюдавани движения след електрическа стимулация може да се наблюдава и в негранулни области на кората.

функции

Префронталната кора е структура, която е силно свързана с голяма част от мозъка. Отвътре можете да видите обилни връзки с други региони, както кортикални, така и субкортикални.

В този смисъл, дорзалната префронтална кора е особено свързана с участъци от мозъка, включени в процеси като внимание, познание и действие. За разлика от това, вентралната префронтална кортекс се свързва с мозъчни структури, свързани с емоционалните процеси.

И накрая, трябва да се има предвид, че CPF получава информация от възбуждащите системи на мозъчния ствол и неговата функция е особено зависима от нейната неврохимична среда.

По-общо казано, понастоящем съществува висок научен консенсус да се установи, че префронталната кора е област на мозъка, която основно участва в планирането на когнитивно сложно поведение.

Този тип функции предполага реализиране на дейности като изразяване на личността, развитие на процесите на вземане на решения или адаптиране на поведението към социалните ситуации, които се случват във всеки един момент.

По този начин ФПЧ е основен регион за координиране на мисли и действия в съответствие с вътрешните цели и придобити знания.

В този смисъл, за да се определи функционалността на префронталната кора, е разработен медицинският срок на изпълнителната функция. Този тип функция се отнася до способността да се установяват различия между противоречиви мисли, да се правят морални преценки, да се прогнозират последствията и т.н.

Пред-фронтален кортекс и изпълнителни функции

Чрез първоначалните проучвания на Fuster и Goldman-Rakic, беше разработен срокът на изпълнителните функции, за да се даде наименование на способността и активността, която се развива префронталната кора.

Изпълнителната функция по този начин се отнася до способността да се представя информация, която не присъства в околната среда във всеки даден момент, както и създаването на "ментална тетрадка".

По този начин, под концепцията на изпълнителната функция на префронталната кора е развитието на когнитивни отговори на сложни или трудни за решаване проблеми.

В този смисъл настоящите проучвания показват, че в СПФ са представени минали преживявания, които да ги приложат към настоящето и по този начин да направляват вземането на решения.

Като цяло, чрез тази функция, префронталната кора ще бъде мозъчната структура, която ще даде на хората способността да разсъждават и способността да използват знанието и миналия опит за модулиране на поведението.

По-конкретно, работата на Goldman-Rakin описва този тип функция като начин, по който представителните знания могат да бъдат използвани за интелигентно насочване на мисли, действия и емоции.

Изпълнителните функции биха били процес, който би довел до способността да се възпрепятстват мислите, поведението и усещанията, които се считат за неподходящи.

Теории на изпълнителните функции

Понастоящем има много различни теории, които се опитват да обяснят конкретното функциониране на тази дейност, обезвредена от ФПЧ.

Едно от тях предполага, че работната памет ще бъде основна част от процеса на инхибиране на вниманието и поведението.

По-конкретно, работната памет позволява запазването на новата информация и задържането й за няколко секунди в съзнанието на човека. Адаптирането на споменатата информация с предварително познание би могло да бъде процес, който би довел до изпълнителните функции и определяне на дейността на ФПЧ.

От друга страна, Шимамура предлага теорията на динамичното филтриране, за да опише ролята на префронталния кортекс в изпълнителните функции.

В тази теория се твърди, че CPF ще действа като филтриращ механизъм на високо ниво, който би благоприятствал целенасочените активирания и възпрепятства активациите, които могат да бъдат неуместни.

Накрая, Милър и Коен предложиха интегративна теория за функционирането на префронталната кора. В тази теория е теоретизирана, че когнитивният контрол произтича от активното поддържане на моделите на дейност в ФПЧ, които имат за цел да създадат представяния на целите, които трябва да бъдат постигнати, и средствата, необходими за постигането му.

Дейност на CPF

Понастоящем има много теории, които се опитват да определят как функционирането на ФПЧ се осъществява чрез изпълнителни функции.

В този смисъл префронталният кортекс е функционално много труден регион за анализ и изследване, тъй като има многобройни връзки с практически всички структури на мозъка.

Въпреки това, извън механизма, който може да се представи, в момента е добре описан видът на извършваните дейности.

Както бе споменато по-рано, дейността на СРР попада в така наречените изпълнителни функции и се характеризира с извършване на следните действия:

1. Развитие на способности за формулиране на цели и планове за проектиране.
2. Развитие на факултети, участващи в планирането на процеси и стратегии, насочени към постигане на целите.
3. Изпълнение на умения, свързани с изпълнението на плановете.
4. Признаване на постигнатото чрез поведението и необходимостта от промяна на дейността, спиране и генериране на нови планове за действие.
5. Инхибиране на неадекватни отговори.
6. Процес на подбор на поведение и тяхната организация в пространството и времето.
7. Развитие на когнитивната гъвкавост при мониторинга на стратегиите.
8. Надзор на поведението, основано на мотивационни и афективни състояния.
9. Надзор на поведението според особеностите на контекста във всеки един момент.
10. Вземане на решения

Щети на CPF

Първата констатация за лезии в префронталната кора е направена чрез документацията на известния случай на Финиас Гейдж, железопътен работник, който след инцидент е претърпял сериозно нараняване на челния лоб на мозъка.

Чрез увредените мозъчни увреждания, които критично участват в CPF, Финиъс поддържа уменията си за памет, речта и моторните умения. Въпреки това, неговите личностни черти радикално се промениха след инцидента.

Всъщност, претърпените в префронталната кора увреждания го правят раздразнителен, нетърпелив и с високи дефицити в социалните и междуличностните отношения.

Впоследствие други проучвания, проведени с пациенти, засегнати от префронтални увреждания, показват, че хората могат да изразяват вербално какво би било най-подходящото социално поведение при определени обстоятелства.

Въпреки че могат правилно да обосноват поведението, което трябва да се следва, на практика те изпитват трудности при изпълнението на тези поведения. Всъщност в ежедневието те са склонни да извършват действия, които водят до незабавно удовлетворение, въпреки че знаят негативните последици, които могат да доведат в дългосрочен план.

Свързани разстройства

Събраните данни за ефектите от преките щети върху PFC показват, че този участък на мозъка не е свързан само с възможностите за разбиране на дългосрочните последствия, но също така включва и умствената способност да забави незабавното удовлетворение.

В този смисъл днес има изобилна литература, насочена към подобряване на разбирането за ролята на префронталния кортекс в различни неврологични разстройства, като шизофрения, биполярно разстройство или разстройство с дефицит на вниманието.

Тези три психопатологии са свързани с определена дисфункция на мозъчната кора, факт, който мотивира появата на поведенчески промени в хората.

По същия начин са започнали клинични проучвания с фармакотерапия, които показват, че някои лекарства, като гуанфацин, подобряват функцията на префронталната кора.

Накрая се твърди, че други патологични състояния като депресия, висок стрес, поведение и опити за самоубийство, социопатии или наркомания също могат да бъдат свързани с функционирането на PFC.

Въпреки това, научните доказателства за тези хипотези са ограничени и са необходими допълнителни изследвания, за да се определи ролята на PFC в този тип психопатологични изменения.