En ciencia cognitiva y neuropsicología , las funciones ejecutivas (denominadas colectivamente función ejecutiva y control cognitivo ) son un conjunto de procesos cognitivos que son necesarios para el control cognitivo de la conducta : seleccionar y monitorear con éxito conductas que faciliten el logro de las metas elegidas. Las funciones ejecutivas incluyen procesos cognitivos básicos como el control de la atención , la inhibición cognitiva , el control inhibitorio , la memoria de trabajo y la flexibilidad cognitiva . Las funciones ejecutivas de orden superior requieren el uso simultáneo de múltiples funciones ejecutivas básicas e incluyen planificación e inteligencia fluida (p. ej., razonamiento y resolución de problemas ). [1] [2] [3]
Las funciones ejecutivas se desarrollan y cambian gradualmente a lo largo de la vida de un individuo y pueden mejorarse en cualquier momento a lo largo de la vida de una persona. [2] De manera similar, estos procesos cognitivos pueden verse afectados negativamente por una variedad de eventos que afectan a un individuo. [2] Tanto las pruebas neuropsicológicas (p. ej., la prueba de Stroop ) como las escalas de calificación (p. ej., el Inventario de calificación de comportamiento de la función ejecutiva ) se utilizan para medir las funciones ejecutivas. Por lo general, se realizan como parte de una evaluación más integral para diagnosticar trastornos neurológicos y psiquiátricos.
El control cognitivo y el control de estímulos , que se asocia con el condicionamiento operante y clásico , representan procesos opuestos (internos versus externos o ambientales, respectivamente) que compiten por el control de las conductas provocadas por un individuo; [4] en particular, el control inhibitorio es necesario para anular las respuestas conductuales impulsadas por estímulos (control de conducta por estímulos). [2] La corteza prefrontal es necesaria pero no únicamente suficiente para las funciones ejecutivas; [2] [5] [6] por ejemplo, el núcleo caudado y el núcleo subtalámico también tienen un papel en la mediación del control inhibidor. [2] [7]
El control cognitivo se ve afectado en la adicción , [7] el trastorno por déficit de atención con hiperactividad , [2] [7] el autismo , [8] y una serie de otros trastornos del sistema nervioso central . Las respuestas conductuales impulsadas por estímulos que están asociadas con un estímulo gratificante particular tienden a dominar el comportamiento de una persona en una adicción. [7]
Históricamente, se ha considerado que las funciones ejecutivas están reguladas por las regiones prefrontales de los lóbulos frontales, [9] [10] pero aún es un tema de debate en curso si ese es realmente el caso. [5] Aunque los artículos sobre lesiones del lóbulo prefrontal comúnmente se refieren a alteraciones de las funciones ejecutivas y viceversa, una revisión encontró indicaciones para la sensibilidad pero no para la especificidad de las medidas de la función ejecutiva para el funcionamiento del lóbulo frontal. Esto significa que tanto las regiones cerebrales frontales como las no frontales son necesarias para que las funciones ejecutivas estén intactas. Probablemente los lóbulos frontales necesiten participar básicamente en todas las funciones ejecutivas, pero no son la única estructura cerebral implicada. [5]
Los estudios de neuroimagen y de lesiones han identificado las funciones que se asocian con mayor frecuencia con regiones particulares de la corteza prefrontal y áreas asociadas. [5]
Además, en su revisión, Álvarez y Emory afirman que: [5]
Los lóbulos frontales tienen múltiples conexiones con sitios corticales, subcorticales y del tronco encefálico. La base de las funciones cognitivas de "nivel superior", como la inhibición, la flexibilidad del pensamiento, la resolución de problemas, la planificación, el control de impulsos, la formación de conceptos, el pensamiento abstracto y la creatividad, a menudo surgen de formas de cognición y comportamiento mucho más simples y de "nivel inferior". . Por tanto, el concepto de función ejecutiva debe ser lo suficientemente amplio como para incluir estructuras anatómicas que representen una porción diversa y difusa del sistema nervioso central.
El cerebelo también parece estar involucrado en la mediación de ciertas funciones ejecutivas, al igual que el área tegmental ventral y la sustancia negra . [15] [16] [17]
En los seres humanos, se encuentran altos contenidos de receptor cannabinoide 1 (CB1) en las áreas neocorticales frontales , que sirven para funciones cognitivas y ejecutivas superiores, y en el cingulado posterior , una región fundamental para la conciencia y el procesamiento cognitivo superior mediante su activación. [18]
Se cree que el sistema ejecutivo está muy involucrado en el manejo de situaciones nuevas fuera del dominio de algunos de nuestros procesos psicológicos "automáticos" que podrían explicarse por la reproducción de esquemas aprendidos o comportamientos establecidos. Los psicólogos Don Norman y Tim Shallice han descrito cinco tipos de situaciones en las que la activación rutinaria del comportamiento no sería suficiente para un rendimiento óptimo: [19] [ página necesaria ]
Una respuesta prepotente es una respuesta para la cual se dispone de refuerzo inmediato (positivo o negativo) o se ha asociado previamente con esa respuesta. [20] [ página necesaria ]
Las funciones ejecutivas a menudo se invocan cuando es necesario anular respuestas prepotentes que de otro modo podrían ser provocadas automáticamente por estímulos del entorno externo. Por ejemplo, cuando se le presenta un estímulo potencialmente gratificante, como un sabroso trozo de pastel de chocolate , una persona podría tener la respuesta automática de darle un mordisco. Sin embargo, cuando ese comportamiento entra en conflicto con los planes internos (como haber decidido no comer pastel de chocolate mientras estaba a dieta), las funciones ejecutivas podrían intervenir para inhibir esa respuesta.
Aunque la supresión de estas respuestas prepotentes suele considerarse adaptativa, surgen problemas para el desarrollo del individuo y de la cultura cuando los sentimientos de lo bueno y lo malo son anulados por expectativas culturales o cuando los impulsos creativos son anulados por inhibiciones ejecutivas. [21] [ página necesaria ]
Aunque la investigación sobre las funciones ejecutivas y sus bases neuronales ha aumentado notablemente en los últimos años, el marco teórico en el que se sitúa no es nuevo. En la década de 1940, el psicólogo británico Donald Broadbent trazó una distinción entre procesos "automáticos" y "controlados" (distinción caracterizada más plenamente por Shiffrin y Schneider en 1977), [22] e introdujo la noción de atención selectiva , a la que se refieren las funciones ejecutivas. están estrechamente aliados. En 1975, el psicólogo estadounidense Michael Posner utilizó el término "control cognitivo" en el capítulo de su libro titulado "Atención y control cognitivo". [23]
El trabajo de investigadores influyentes como Michael Posner, Joaquin Fuster , Tim Shallice y sus colegas en la década de 1980 (y más tarde Trevor Robbins , Bob Knight , Don Stuss y otros) sentó muchas de las bases para las investigaciones recientes sobre las funciones ejecutivas. Por ejemplo, Posner propuso que existe una rama "ejecutiva" separada del sistema de atención, que es responsable de centrar la atención en aspectos seleccionados del entorno. [24] El neuropsicólogo británico Tim Shallice sugirió de manera similar que la atención está regulada por un "sistema de supervisión", que puede anular las respuestas automáticas a favor de programar el comportamiento sobre la base de planes o intenciones. [25] A lo largo de este período, surgió un consenso de que este sistema de control está alojado en la porción más anterior del cerebro, la corteza prefrontal (CPF).
El psicólogo Alan Baddeley había propuesto un sistema similar como parte de su modelo de memoria de trabajo [26] y argumentó que debe haber un componente (al que denominó "ejecutivo central") que permita manipular la información en la memoria de corto plazo (por ejemplo). ejemplo, al hacer cálculo mental ).
Las funciones ejecutivas se encuentran entre las últimas funciones mentales en alcanzar la madurez. Esto se debe al retraso en la maduración de la corteza prefrontal , que no está completamente mielinizada hasta bien entrada la tercera década de vida de una persona. El desarrollo de las funciones ejecutivas tiende a ocurrir en períodos acelerados, cuando surgen nuevas habilidades, estrategias y formas de conciencia. Se cree que estos brotes reflejan eventos de maduración en las áreas frontales del cerebro. [27] El control de la atención parece surgir en la infancia y desarrollarse rápidamente en la primera infancia. La flexibilidad cognitiva, el establecimiento de objetivos y el procesamiento de la información suelen desarrollarse rápidamente entre los 7 y los 9 años y maduran hacia los 12 años. El control ejecutivo suele surgir poco después de un período de transición al comienzo de la adolescencia. [28] Aún no está claro si existe una única secuencia de etapas en las que aparecen las funciones ejecutivas, o si diferentes entornos y experiencias de la vida temprana pueden llevar a las personas a desarrollarlas en diferentes secuencias. [27]
El control inhibitorio y la memoria de trabajo actúan como funciones ejecutivas básicas que hacen posible el desarrollo de funciones ejecutivas más complejas, como la resolución de problemas. [29] El control inhibitorio y la memoria de trabajo se encuentran entre las primeras funciones ejecutivas que aparecen, y los signos iniciales se observan en bebés de 7 a 12 meses. [27] [28] Luego, en los años preescolares, los niños muestran un aumento en el desempeño en tareas de inhibición y memoria de trabajo, generalmente entre las edades de 3 y 5 años. [27] [30] También durante este tiempo, la flexibilidad cognitiva, el comportamiento dirigido a objetivos y la planificación comienzan a desarrollarse. [27] Sin embargo, los niños en edad preescolar no tienen funciones ejecutivas completamente maduras y continúan cometiendo errores relacionados con estas habilidades emergentes, a menudo no debido a la ausencia de habilidades, sino más bien a que carecen de la conciencia necesaria para saber cuándo y cómo utilizar determinadas habilidades. estrategias en contextos particulares. [31]
Los niños preadolescentes continúan exhibiendo ciertos crecimientos acelerados en las funciones ejecutivas, lo que sugiere que este desarrollo no ocurre necesariamente de manera lineal, junto con la maduración preliminar de funciones particulares también. [27] [28] Durante la preadolescencia, los niños muestran aumentos importantes en la memoria de trabajo verbal; [32] comportamiento dirigido a objetivos (con un pico potencial alrededor de los 12 años de edad); [33] inhibición de respuesta y atención selectiva; [34] y planificación estratégica y habilidades organizativas. [28] [35] [36] Además, entre las edades de 8 y 10 años, la flexibilidad cognitiva en particular comienza a igualar los niveles de los adultos. [35] [36] Sin embargo, de manera similar a los patrones en el desarrollo infantil, el funcionamiento ejecutivo en los preadolescentes es limitado porque no aplican de manera confiable estas funciones ejecutivas en múltiples contextos como resultado del desarrollo continuo del control inhibitorio. [27]
Muchas funciones ejecutivas pueden comenzar en la niñez y la preadolescencia, como el control inhibitorio. Sin embargo, es durante la adolescencia cuando los diferentes sistemas cerebrales se integran mejor. En este momento, los jóvenes implementan funciones ejecutivas, como el control inhibitorio, de manera más eficiente y efectiva y mejoran a lo largo de este período de tiempo. [37] [38] Así como el control inhibitorio surge en la niñez y mejora con el tiempo, la planificación y el comportamiento dirigido a objetivos también demuestran un curso prolongado con un crecimiento continuo durante la adolescencia. [30] [33] Asimismo, funciones como el control de la atención, con un potencial impulso a los 15 años, [33] junto con la memoria de trabajo, [37] continúan desarrollándose en esta etapa.
El principal cambio que se produce en el cerebro en la edad adulta es la constante mielinización de las neuronas de la corteza prefrontal. [27] Entre los 20 y los 29 años, las habilidades de funcionamiento ejecutivo están en su punto máximo, lo que permite a las personas de esta edad participar en algunas de las tareas mentales más desafiantes. Estas habilidades comienzan a disminuir en la edad adulta avanzada. La memoria de trabajo y la amplitud espacial son áreas donde se nota más fácilmente el deterioro. La flexibilidad cognitiva, sin embargo, tiene un deterioro de inicio tardío y generalmente no comienza a disminuir hasta alrededor de los 70 años en adultos que funcionan normalmente. [27] Se ha descubierto que el deterioro del funcionamiento ejecutivo es el mejor predictor del deterioro funcional en las personas mayores. [39]
Además de los mecanismos de control facilitadores o amplificadores, muchos autores han abogado por mecanismos inhibidores en el dominio del control de la respuesta, [40] memoria, [41] atención selectiva, [42] teoría de la mente , [43] [44] regulación de las emociones, [45] así como emociones sociales como la empatía. [46] Una revisión reciente sobre este tema sostiene que la inhibición activa es un concepto válido en algunos dominios de la psicología/control cognitivo. [47]
Un modelo influyente es el modelo multicomponente de memoria de trabajo de Baddeley, que se compone de un sistema ejecutivo central que regula tres subsistemas: el bucle fonológico, que mantiene la información verbal; el bloc de dibujo visuoespacial, que mantiene información visual y espacial; y el buffer episódico desarrollado más recientemente que integra la memoria a corto y largo plazo, reteniendo y manipulando una cantidad limitada de información de múltiples dominios en episodios secuenciados temporal y espacialmente. [26] [48]
Los investigadores han encontrado importantes efectos positivos de la relajación mejorada mediante biorretroalimentación sobre la memoria y la inhibición en los niños. [49] La biorretroalimentación es una herramienta mente-cuerpo donde las personas pueden aprender a controlar y regular su cuerpo para mejorar y controlar sus habilidades de funcionamiento ejecutivo. Para medir los procesos, los investigadores utilizan su frecuencia cardíaca o respiratoria. [50] La relajación con biorretroalimentación incluye musicoterapia, arte y otras actividades de atención plena. [50]
Las habilidades del funcionamiento ejecutivo son importantes por muchas razones, incluido el éxito académico y el desarrollo socioemocional de los niños. Según el estudio "La eficacia de diferentes intervenciones para fomentar las habilidades de función ejecutiva de los niños: una serie de metaanálisis", los investigadores descubrieron que es posible entrenar las habilidades de función ejecutiva. [49] Los investigadores llevaron a cabo un estudio metanalítico que analizó los efectos combinados de estudios anteriores para encontrar la efectividad general de diferentes intervenciones que promueven el desarrollo de habilidades de funcionamiento ejecutivo en los niños. Las intervenciones incluyeron entrenamiento computarizado y no computarizado, ejercicio físico, arte y ejercicios de atención plena. [49] Sin embargo, los investigadores no pudieron concluir que las actividades artísticas o físicas pudieran mejorar las habilidades del funcionamiento ejecutivo. [49]
Otro modelo conceptual es el sistema atencional supervisor (SAS). [51] [52] En este modelo, la programación de contención es el proceso en el que los esquemas bien establecidos de un individuo responden automáticamente a situaciones rutinarias mientras que las funciones ejecutivas se utilizan cuando se enfrentan a situaciones novedosas. En estas nuevas situaciones, el control atencional será un elemento crucial para ayudar a generar nuevos esquemas, implementarlos y luego evaluar su precisión.
Russell Barkley propuso un modelo ampliamente conocido de funcionamiento ejecutivo que se basa en la autorregulación . Derivado principalmente de un trabajo que examina la inhibición del comportamiento, considera que las funciones ejecutivas se componen de cuatro habilidades principales. [53] Un elemento es la memoria de trabajo que permite a los individuos resistir la información que interfiere. [ se necesita aclaración ] Un segundo componente es el manejo de las respuestas emocionales para lograr comportamientos dirigidos a objetivos. En tercer lugar, la internalización del discurso autodirigido se utiliza para controlar y sostener el comportamiento regido por reglas y para generar planes para la resolución de problemas. Por último, la información se analiza y sintetiza en nuevas respuestas de comportamiento para alcanzar los objetivos. Cambiar la propia respuesta conductual para alcanzar una nueva meta o modificar un objetivo es una habilidad de nivel superior que requiere una fusión de funciones ejecutivas, incluida la autorregulación y el acceso a conocimientos y experiencias previas.
Según este modelo, el sistema ejecutivo del cerebro humano garantiza la organización intertemporal del comportamiento hacia las metas y el futuro y coordina acciones y estrategias para las tareas cotidianas dirigidas a metas. Esencialmente, este sistema permite a los humanos autorregular su comportamiento para sustentar la acción y la resolución de problemas hacia metas específicas y hacia el futuro en general. Por lo tanto, los déficits de funciones ejecutivas plantean serios problemas para la capacidad de una persona de participar en la autorregulación a lo largo del tiempo para alcanzar sus objetivos y anticipar y prepararse para el futuro. [54]
Enseñar a los niños estrategias de autorregulación es una forma de mejorar su control inhibitorio y su flexibilidad cognitiva. Estas habilidades permiten a los niños gestionar sus respuestas emocionales. Estas intervenciones incluyen enseñar a los niños habilidades relacionadas con las funciones ejecutivas que brindan los pasos necesarios para implementarlas durante las actividades del aula y educar a los niños sobre cómo planificar sus acciones antes de actuar en consecuencia. [49] Las habilidades de funcionamiento ejecutivo son la forma en que el cerebro planifica y reacciona ante situaciones. [49] [55] Ofrecer nuevas estrategias de autorregulación permite a los niños mejorar sus habilidades de funcionamiento ejecutivo practicando algo nuevo. También se concluye que las prácticas de mindfulness demuestran ser una intervención significativamente eficaz para que los niños se autorregulan. Esto incluye la relajación mejorada con biorretroalimentación. Estas estrategias apoyan el crecimiento de las habilidades de funcionamiento ejecutivo de los niños. [49]
Otro modelo más de funciones ejecutivas es un marco de resolución de problemas donde las funciones ejecutivas se consideran un macroconstructo compuesto de subfunciones que trabajan en diferentes fases para (a) representar un problema, (b) planificar una solución seleccionando y ordenando estrategias, (c) mantener las estrategias en la memoria a corto plazo para ejecutarlas según ciertas reglas, y luego (d) evaluar los resultados con detección y corrección de errores. [56]
Uno de los modelos conceptuales más extendidos sobre funciones ejecutivas es el modelo de Lezak. [57] Este marco propone cuatro amplios dominios de voluntad, planificación, acción intencional y desempeño efectivo como trabajo conjunto para lograr las necesidades globales del funcionamiento ejecutivo. Si bien este modelo puede resultar atractivo para médicos e investigadores para ayudar a identificar y evaluar ciertos componentes del funcionamiento ejecutivo, carece de una base teórica distinta y relativamente pocos intentos de validación. [58]
En 2001, Earl Miller y Jonathan Cohen publicaron su artículo "Una teoría integradora de la función de la corteza prefrontal", en el que sostienen que el control cognitivo es la función principal de la corteza prefrontal (PFC), y que el control se implementa aumentando la ganancia de Neuronas sensoriales o motoras que participan en elementos del entorno externo relevantes para la tarea o el objetivo. [59] En un párrafo clave, argumentan:
Suponemos que el PFC cumple una función específica en el control cognitivo: el mantenimiento activo de patrones de actividad que representan metas y los medios para alcanzarlas. Proporcionan señales de sesgo en gran parte del resto del cerebro, afectando no sólo a los procesos visuales sino también a otras modalidades sensoriales, así como a los sistemas responsables de la ejecución de respuestas, la recuperación de recuerdos, la evaluación emocional, etc. El efecto agregado de estas señales de sesgo es guiar el flujo de actividad neuronal a lo largo de vías que establecen las asignaciones adecuadas entre entradas, estados internos y salidas necesarias para realizar una tarea determinada.
Miller y Cohen se basan explícitamente en una teoría anterior de la atención visual que conceptualiza la percepción de escenas visuales en términos de competencia entre múltiples representaciones, como colores, individuos u objetos. [60] La atención visual selectiva actúa para "sesgar" esta competencia a favor de ciertas características o representaciones seleccionadas. Por ejemplo, imagina que estás esperando en una concurrida estación de tren a un amigo que lleva un abrigo rojo. Puedes limitar selectivamente el foco de tu atención para buscar objetos rojos, con la esperanza de identificar a tu amigo. Desimone y Duncan sostienen que el cerebro logra esto aumentando selectivamente la ganancia de las neuronas que responden al color rojo, de modo que es más probable que la producción de estas neuronas alcance una etapa de procesamiento posterior y, como consecuencia, guíe el comportamiento . Según Miller y Cohen, este mecanismo de atención selectiva es, de hecho, sólo un caso especial de control cognitivo, en el que el sesgo se produce en el dominio sensorial. Según el modelo de Miller y Cohen, la CPF puede ejercer control sobre las neuronas de entrada (sensoriales) o de salida (respuesta) , así como sobre conjuntos implicados en la memoria o la emoción . El control cognitivo está mediado por la conectividad recíproca de la CPF con las cortezas sensorial y motora y con el sistema límbico . Por lo tanto, dentro de su enfoque, el término "control cognitivo" se aplica a cualquier situación en la que se utiliza una señal de sesgo para promover una respuesta apropiada a la tarea y, por lo tanto, el control se convierte en un componente crucial de una amplia gama de constructos psicológicos como la atención selectiva , el error. seguimiento, toma de decisiones , inhibición de la memoria e inhibición de la respuesta.
La teoría de las funciones ejecutivas de Miyake y Friedman propone que existen tres aspectos de las funciones ejecutivas: actualización, inhibición y cambio. [61] Una piedra angular de este marco teórico es la comprensión de que las diferencias individuales en las funciones ejecutivas reflejan tanto la unidad (es decir, habilidades comunes de FE) como la diversidad de cada componente (por ejemplo, cambios específicos). En otras palabras, los aspectos de actualización, inhibición y cambio están relacionados, pero cada uno sigue siendo una entidad distinta. En primer lugar, la actualización se define como el seguimiento continuo y la rápida adición o eliminación de contenidos dentro de la memoria de trabajo. En segundo lugar, la inhibición es la capacidad de uno para reemplazar las respuestas que son prepotentes en una situación dada. En tercer lugar, el cambio es la flexibilidad cognitiva de uno para cambiar entre diferentes tareas o estados mentales.
Miyake y Friedman también sugieren que el conjunto actual de investigaciones sobre funciones ejecutivas sugiere cuatro conclusiones generales sobre estas habilidades. La primera conclusión son los aspectos de unidad y diversidad de las funciones ejecutivas. [62] [63] En segundo lugar, estudios recientes sugieren que muchas de las habilidades de FE se heredan genéticamente, como se demuestra en estudios de gemelos. [64] En tercer lugar, las medidas claras de las funciones ejecutivas pueden diferenciar entre conductas normales y clínicas o regulatorias, como el TDAH. [65] [66] [67] Por último, los estudios longitudinales demuestran que las habilidades de FE son relativamente estables durante todo el desarrollo. [68] [69]
Este modelo de 2009 integra teorías de otros modelos e implica una cascada secuencial de regiones del cerebro involucradas en el mantenimiento de conjuntos de atención para llegar a una meta. En secuencia, el modelo asume la participación de la corteza prefrontal dorsolateral posterior (DLPFC), la DLPFC media y la corteza cingulada anterior dorsal y anterior (ACC). [70]
La tarea cognitiva utilizada en el artículo es seleccionar una respuesta en la tarea de Stroop , entre respuestas de colores y palabras en conflicto, específicamente un estímulo donde la palabra "verde" está impresa en tinta roja. El DLPFC posterior crea un conjunto de atención apropiado o reglas para que el cerebro logre el objetivo actual. Para la tarea de Stroop, esto implica activar las áreas del cerebro involucradas en la percepción del color, y no aquellas involucradas en la comprensión de palabras. Contrarresta los sesgos y la información irrelevante, como el hecho de que la percepción semántica de la palabra es más destacada para la mayoría de las personas que el color en el que está impresa.
A continuación, el DLPFC medio selecciona la representación que cumplirá el objetivo. La información relevante para la tarea debe separarse de otras fuentes de información en la tarea. En el ejemplo, esto significa centrarse en el color de la tinta y no en la palabra.
El ACC dorsal posterior es el siguiente en la cascada y es responsable de la selección de respuestas. Aquí es donde se toma la decisión si el participante de la tarea Stroop dirá "verde" (la palabra escrita y la respuesta incorrecta) o "rojo" (el color de fuente y la respuesta correcta).
Después de la respuesta, el ACC dorsal anterior participa en la evaluación de la respuesta y decide si la respuesta fue correcta o incorrecta. La actividad en esta región aumenta cuando la probabilidad de error es mayor.
La actividad de cualquiera de las áreas involucradas en este modelo depende de la eficiencia de las áreas que lo precedieron. Si el DLPFC impone mucho control sobre la respuesta, el ACC requerirá menos actividad. [70]
Trabajos recientes que utilizan diferencias individuales en el estilo cognitivo han demostrado un apoyo interesante para este modelo. Los investigadores hicieron que los participantes completaran una versión auditiva de la tarea de Stroop, en la que había que prestar atención a la ubicación o al significado semántico de una palabra direccional. Luego se reclutó a participantes que tenían un fuerte sesgo hacia la información espacial o semántica (diferentes estilos cognitivos) para participar en la tarea. Como se predijo, los participantes que tenían un fuerte sesgo hacia la información espacial tuvieron más dificultades para prestar atención a la información semántica y provocaron una mayor actividad electrofisiológica del ACC. También se encontró un patrón de actividad similar en los participantes que tenían un fuerte sesgo hacia la información verbal cuando intentaban prestar atención a la información espacial. [71]
La evaluación de las funciones ejecutivas implica recopilar datos de varias fuentes y sintetizar la información para buscar tendencias y patrones a lo largo del tiempo y los entornos. Además de las pruebas neuropsicológicas estandarizadas , se pueden y se deben utilizar otras medidas, como listas de verificación de comportamiento, observaciones , entrevistas y muestras de trabajo. De estos se pueden sacar conclusiones sobre el uso de las funciones ejecutivas. [72]
Hay varios tipos diferentes de instrumentos (por ejemplo, basados en el desempeño, autoinforme) que miden las funciones ejecutivas a lo largo del desarrollo. Estas evaluaciones pueden tener un propósito de diagnóstico para varias poblaciones clínicas.
El sistema ejecutivo ha sido tradicionalmente bastante difícil de definir, principalmente debido a lo que el psicólogo Paul W. Burgess llama una falta de "correspondencia proceso-comportamiento". [99] Es decir, no existe un comportamiento único que pueda vincularse en sí mismo a la función ejecutiva, o incluso a una disfunción ejecutiva . Por ejemplo, es bastante obvio lo que los pacientes con problemas de lectura no pueden hacer, pero no es tan obvio qué es exactamente lo que los pacientes con problemas ejecutivos podrían ser incapaces de hacer.
Esto se debe en gran medida a la naturaleza del propio sistema ejecutivo. Se ocupa principalmente de la coordinación dinámica "en línea" de los recursos cognitivos y, por tanto, su efecto sólo puede observarse midiendo otros procesos cognitivos. De manera similar, no siempre se involucra plenamente fuera de situaciones del mundo real. Como ha informado el neurólogo Antonio Damasio , un paciente con graves problemas ejecutivos cotidianos aún puede superar pruebas de función ejecutiva realizadas en papel y lápiz o en laboratorio. [100]
Las teorías sobre el sistema ejecutivo fueron impulsadas en gran medida por observaciones de pacientes con daño en el lóbulo frontal . Mostraron acciones y estrategias desorganizadas para las tareas cotidianas (un grupo de conductas ahora conocidas como síndrome disejecutivo ), aunque parecían desempeñarse normalmente cuando se utilizaron pruebas clínicas o de laboratorio para evaluar funciones cognitivas más fundamentales, como la memoria , el aprendizaje , el lenguaje y razonamiento . Se planteó la hipótesis de que, para explicar este comportamiento inusual, debe haber un sistema global que coordine otros recursos cognitivos. [101]
Gran parte de la evidencia experimental sobre las estructuras neuronales implicadas en las funciones ejecutivas proviene de tareas de laboratorio como la tarea de Stroop o la tarea de clasificación de tarjetas de Wisconsin (WCST). En la tarea de Stroop, por ejemplo, se pide a los sujetos humanos que nombren el color en el que se imprimen las palabras cuando el color de la tinta y el significado de la palabra a menudo entran en conflicto (por ejemplo, la palabra "ROJO" en tinta verde). Se necesitan funciones ejecutivas para realizar esta tarea, ya que el comportamiento automático y relativamente aprendido en exceso (lectura de palabras) debe inhibirse en favor de una tarea menos practicada: nombrar el color de la tinta. Estudios recientes de neuroimagen funcional han demostrado que se cree que dos partes de la CPF, la corteza cingulada anterior (ACC) y la corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC), son particularmente importantes para realizar esta tarea.
Otra evidencia de la participación del PFC en las funciones ejecutivas proviene de estudios de electrofisiología unicelular en primates no humanos , como el mono macaco, que han demostrado que (a diferencia de las células del cerebro posterior) muchas neuronas del PFC son sensibles a una conjunción de un estímulo y un contexto. Por ejemplo, las células PFC podrían responder a una señal verde en una condición en la que esa señal indica que se debe realizar un movimiento rápido de los ojos y la cabeza hacia la izquierda, pero no a una señal verde en otro contexto experimental. Esto es importante porque el despliegue óptimo de las funciones ejecutivas depende invariablemente del contexto.
Un ejemplo de Miller & Cohen involucra a un peatón que cruza la calle. En Estados Unidos, donde los automóviles circulan por el lado derecho de la carretera , un estadounidense aprende a mirar hacia la izquierda al cruzar la calle. Sin embargo, si ese estadounidense visita un país donde los automóviles circulan por la izquierda, como el Reino Unido, entonces se requeriría el comportamiento opuesto (mirar hacia la derecha ). En este caso, es necesario suprimir (o aumentar) la respuesta automática y las funciones ejecutivas deben hacer que el estadounidense mire hacia la derecha mientras esté en el Reino Unido.
Neurológicamente, este repertorio conductual claramente requiere un sistema neuronal que sea capaz de integrar el estímulo (la carretera) con un contexto (EE.UU. o Reino Unido) para indicar un comportamiento (mirar a la izquierda o a la derecha). La evidencia actual sugiere que las neuronas del PFC parecen representar precisamente este tipo de información. [ cita necesaria ] Otra evidencia de electrofisiología unicelular en monos implica la PFC ventrolateral (convexidad prefrontal inferior) en el control de las respuestas motoras. Por ejemplo, células que aumentan su velocidad de disparo ante señales NoGo [102] , así como una señal que dice "¡no mires ahí!" [103] han sido identificados.
Se han utilizado estudios de electrofisiología y neuroimagen funcional en sujetos humanos para describir los mecanismos neuronales subyacentes al sesgo atencional. La mayoría de los estudios han buscado la activación en los "sitios" de sesgo, como en las cortezas visual o auditiva . Los primeros estudios emplearon potenciales relacionados con eventos para revelar que las respuestas eléctricas del cerebro registradas en la corteza visual izquierda y derecha aumentan cuando se le indica al sujeto que preste atención al lado apropiado (contralateral) del espacio. [104]
La llegada de técnicas de neuroimagen basadas en el flujo sanguíneo, como la resonancia magnética funcional (fMRI) y la tomografía por emisión de positrones (PET), ha permitido más recientemente demostrar que la actividad neuronal en varias regiones sensoriales, incluidas las del color , el movimiento y la cara. regiones sensibles de la corteza visual, se mejora cuando se ordena a los sujetos que presten atención a esa dimensión de un estímulo, lo que sugiere que se está ganando control en la neocorteza sensorial. Por ejemplo, en un estudio típico, Liu y sus compañeros de trabajo [105] presentaron a los sujetos series de puntos que se movían hacia la izquierda o hacia la derecha, presentados en rojo o verde. Antes de cada estímulo, una señal de instrucción indicaba si los sujetos debían responder en función del color o la dirección de los puntos. Aunque el color y el movimiento estaban presentes en todos los conjuntos de estímulos, la actividad de la resonancia magnética funcional en las regiones sensibles al color (V4) mejoró cuando se indicó a los sujetos que prestaran atención al color, y la actividad en las regiones sensibles al movimiento aumentó cuando se les indicó a los sujetos que prestaran atención. la dirección del movimiento. Varios estudios también han reportado evidencia de la señal de polarización antes del inicio del estímulo, con la observación de que las regiones de la corteza frontal tienden a activarse antes del inicio de un estímulo esperado. [106]
A pesar de la creciente difusión del modelo "sesgado" de las funciones ejecutivas, la evidencia directa de la conectividad funcional entre el PFC y las regiones sensoriales cuando se utilizan funciones ejecutivas es hasta la fecha bastante escasa. [107] De hecho, la única evidencia directa proviene de estudios en los que una porción de la corteza frontal está dañada y se observa un efecto correspondiente lejos del sitio de la lesión, en las respuestas de las neuronas sensoriales. [108] [109] Sin embargo, pocos estudios han explorado si este efecto es específico de situaciones en las que se requieren funciones ejecutivas. Otros métodos para medir la conectividad entre regiones cerebrales distantes, como la correlación en la respuesta de la resonancia magnética funcional, han arrojado evidencia indirecta de que la corteza frontal y las regiones sensoriales se comunican durante una variedad de procesos que se cree que involucran funciones ejecutivas, como la memoria de trabajo, [110] pero Se necesita más investigación para establecer cómo fluye la información entre el PFC y el resto del cerebro cuando se utilizan las funciones ejecutivas. Como un primer paso en esta dirección, un estudio de resonancia magnética funcional sobre el flujo de procesamiento de información durante el razonamiento visuoespacial ha proporcionado evidencia de asociaciones causales (inferidas del orden temporal de la actividad) entre la actividad sensorial en las cortezas occipital y parietal y la actividad en las cortezas posterior y parietal. CPF anterior. [111] Estos enfoques pueden dilucidar aún más la distribución del procesamiento entre las funciones ejecutivas en PFC y el resto del cerebro.
Un creciente conjunto de investigaciones demuestra que los bilingües podrían mostrar ventajas en las funciones ejecutivas, específicamente en el control inhibidor y el cambio de tareas. [112] [113] [114] [ página necesaria ] Una posible explicación para esto es que hablar dos idiomas requiere controlar la atención y elegir el idioma correcto para hablar. A lo largo del desarrollo, los bebés bilingües, [115] los niños, [113] y los ancianos [116] muestran una ventaja bilingüe en lo que respecta al funcionamiento ejecutivo. La ventaja no parece manifestarse en los adultos más jóvenes. [112] Los bilingües bimodales, o personas que hablan un lenguaje oral y un lenguaje de señas, no demuestran esta ventaja bilingüe en las tareas de funcionamiento ejecutivo. [117] Esto puede deberse a que no es necesario inhibir activamente un idioma para hablar el otro. Los individuos bilingües también parecen tener una ventaja en un área conocida como procesamiento de conflictos, que ocurre cuando hay múltiples representaciones de una respuesta particular (por ejemplo, una palabra en un idioma y su traducción en el otro idioma del individuo). [118] Específicamente, se ha demostrado que la corteza prefrontal lateral está involucrada en el procesamiento de conflictos. Sin embargo, todavía quedan algunas dudas. En una revisión metaanalítica, los investigadores concluyeron que el bilingüismo no mejoraba el funcionamiento ejecutivo en los adultos. [119]
El estudio de la función ejecutiva en la enfermedad de Parkinson sugiere que áreas subcorticales como la amígdala , el hipocampo y los ganglios basales son importantes en estos procesos. La modulación de la dopamina de la corteza prefrontal es responsable de la eficacia de los fármacos dopaminérgicos sobre la función ejecutiva y da lugar a la curva de Yerkes-Dodson . [120] La U invertida representa una disminución del funcionamiento ejecutivo con excitación excesiva (o una mayor liberación de catecolaminas durante el estrés) y una disminución del funcionamiento ejecutivo con una excitación insuficiente. [121] El polimorfismo de baja actividad de la catecol-O-metiltransferasa se asocia con un ligero aumento en el rendimiento en tareas de funciones ejecutivas en personas sanas. [122] Las funciones ejecutivas se ven afectadas en múltiples trastornos, incluido el trastorno de ansiedad , el trastorno depresivo mayor , el trastorno bipolar , el trastorno por déficit de atención con hiperactividad , la esquizofrenia y el autismo . [123] Las lesiones en la corteza prefrontal, como en el caso de Phineas Gage , también pueden provocar déficits de la función ejecutiva. El daño a estas áreas también puede manifestarse en déficits de otras áreas de función, como la motivación y el funcionamiento social . [124]
Se han descrito otras pruebas importantes de los procesos de funciones ejecutivas en la corteza prefrontal. Un artículo de revisión ampliamente citado [125] enfatiza el papel de la parte medial del PFC en situaciones en las que es probable que se activen funciones ejecutivas (por ejemplo, cuando es importante detectar errores, identificar situaciones en las que pueden surgir conflictos de estímulos, tomar decisiones). bajo incertidumbre, o cuando se detecta una probabilidad reducida de obtener resultados de desempeño favorables. Esta revisión, como muchas otras, [126] destaca las interacciones entre la CPF medial y lateral , mediante las cuales la corteza frontal medial posterior señala la necesidad de aumentar las funciones ejecutivas y envía esta señal a áreas de la corteza prefrontal dorsolateral que realmente implementan el control. Sin embargo, no ha habido ninguna evidencia convincente de que este punto de vista sea correcto y, de hecho, un artículo mostró que los pacientes con daño lateral del PFC tenían RNE reducidos (un signo putativo de monitoreo dorsomedial/retroalimentación de error) [127] , sugiriendo, si cualquier cosa, que la dirección del flujo del control podría ser en la dirección inversa. Otra teoría prominente [128] enfatiza que las interacciones a lo largo del eje perpendicular de la corteza frontal, argumentando que una "cascada" de interacciones entre la CPF anterior, la CPF dorsolateral y la corteza premotora guía el comportamiento de acuerdo con el contexto pasado, el contexto presente y el sensoriomotor actual. asociaciones, respectivamente.
Los avances en las técnicas de neuroimagen han permitido estudiar los vínculos genéticos con las funciones ejecutivas, con el objetivo de utilizar las técnicas de imagen como endofenotipos potenciales para descubrir las causas genéticas de la función ejecutiva. [129]
Se requiere más investigación para desarrollar intervenciones que puedan mejorar las funciones ejecutivas y ayudar a las personas a generalizar esas habilidades a las actividades y entornos diarios [130]
DA tiene múltiples acciones en la corteza prefrontal. Promueve el "control cognitivo" del comportamiento: la selección y seguimiento exitoso del comportamiento para facilitar el logro de las metas elegidas. Los aspectos del control cognitivo en los que la DA desempeña un papel incluyen la memoria de trabajo, la capacidad de mantener información "en línea" para guiar las acciones, la supresión de conductas prepotentes que compiten con las acciones dirigidas a objetivos y el control de la atención y, por tanto, la capacidad de superar las distracciones. ... Las proyecciones noradrenérgicas del LC interactúan con las proyecciones dopaminérgicas del VTA para regular el control cognitivo.
Las FE básicas son la inhibición [inhibición de la respuesta (autocontrol: resistir las tentaciones y resistirse a actuar impulsivamente) y el control de interferencias (atención selectiva e inhibición cognitiva)], la memoria de trabajo y la flexibilidad cognitiva (incluido el pensamiento creativo "fuera de la caja"). ver cualquier cosa desde diferentes perspectivas y adaptarse rápida y flexiblemente a circunstancias cambiantes).
... Las FE y la corteza prefrontal son las primeras en sufrir, y sufren desproporcionadamente, si algo no va bien en su vida.
Sufren primero, y más, si están estresados (Arnsten 1998, Liston et al. 2009, Oaten & Cheng 2005), tristes (Hirt et al. 2008, von Hecker & Meiser 2005), solitarios (Baumeister et al. 2002, Cacioppo y Patrick 2008, Campbell et al. 2006, Tun et al. 2012), falta de sueño (Barnes et al. 2012, Huang et al. 2007) o falta de buena forma física (Best 2010, Chaddock et al. 2011, Hillman et otros 2008).
Cualquiera de estos puede hacer que usted parezca tener un trastorno de las FE, como
el TDAH
, cuando no es así.
Se pueden ver los efectos nocivos del estrés, la tristeza, la soledad y la falta de salud o aptitud física a nivel fisiológico y neuroanatómico en la corteza prefrontal y a nivel conductual en peores FE (peor razonamiento y resolución de problemas, olvido de cosas y capacidad deteriorada para ejercer disciplina y autocontrol).
...
Los FE se pueden mejorar (Diamond & Lee 2011, Klingberg 2010). ... A cualquier edad a lo largo del ciclo vital se pueden mejorar las FE, incluso en los ancianos y los bebés. Se han realizado muchos trabajos con excelentes resultados para mejorar las FE en las personas mayores mediante la mejora de la condición física (Erickson y Kramer 2009, Voss et al. 2011)... El control inhibitorio (una de las FE principales) implica poder controlar la atención, comportamiento, pensamientos y/o emociones para anular una fuerte predisposición interna o un atractivo externo y, en cambio, hacer lo que es más apropiado o necesario. Sin control inhibitorio estaríamos a merced de impulsos, viejos hábitos de pensamiento o acción (respuestas condicionadas) y/o estímulos del entorno que nos empujan de un lado a otro. Por lo tanto, el control inhibitorio nos permite cambiar y elegir cómo reaccionamos y cómo nos comportamos en lugar de ser criaturas irreflexivas de hábitos. No lo hace fácil. De hecho, normalmente somos criaturas de hábitos y nuestro comportamiento está bajo el control de estímulos ambientales mucho más de lo que normalmente creemos, pero tener la capacidad de ejercer un control inhibidor crea la posibilidad de cambio y elección. ... El núcleo subtalámico parece desempeñar un papel fundamental en la prevención de respuestas impulsivas o prematuras (Frank 2006).
El término "funciones ejecutivas" es un término general que comprende una amplia gama de procesos cognitivos y competencias conductuales que incluyen el razonamiento verbal, la resolución de problemas, la planificación, la secuenciación, la capacidad de mantener la atención, la resistencia a la interferencia, la utilización de la retroalimentación, multitarea, flexibilidad cognitiva y capacidad para afrontar la novedad (Burgess, Veitch, de lacy Costello y Shallice, 2000; Damasio, 1995; Grafman y Litvan, 1999; Shallice, 1988; Stuss y Benson, 1986; Stuss, Shallice, Alejandro y Picton, 1995).
Hoy, posiblemente más que en cualquier otro momento de la historia, los conceptos de atención, funcionamiento ejecutivo y control cognitivo parecen ser omnipresentes y preeminentes en la investigación y la teoría.
Sin embargo, incluso dentro del marco cognitivo, desde hace mucho tiempo se comprende que la conducta está determinada de manera múltiple y que muchas respuestas son relativamente automáticas, desatendidas, programadas por contención y habituales.
De hecho, la flexibilidad cognitiva, la inhibición de las respuestas y la autorregulación que parecen ser características del control cognitivo sólo son dignas de mención en contraste con las respuestas que son relativamente rígidas, asociativas e involuntarias.
Sin embargo, el daño a la corteza prefrontal tiene un efecto perjudicial significativo en el comportamiento social, la toma de decisiones y la respuesta adaptativa a las circunstancias cambiantes de la vida. ... Varias subregiones de la corteza prefrontal han sido implicadas en aspectos parcialmente distintos del control cognitivo, aunque estas distinciones siguen estando vagamente definidas. La corteza cingulada anterior participa en procesos que requieren una toma de decisiones correcta, como se observa en la resolución de conflictos (p. ej., la prueba de Stroop, véase el capítulo 16) o la inhibición cortical (p. ej., detener una tarea y cambiar a otra). La corteza prefrontal medial participa en funciones de supervisión de la atención (p. ej., reglas de acción-resultado) y flexibilidad conductual (la capacidad de cambiar de estrategia). La corteza prefrontal dorsolateral , la última área del cerebro en sufrir mielinización durante el desarrollo en la adolescencia tardía, está implicada en hacer coincidir las entradas sensoriales con las respuestas motoras planificadas. La corteza prefrontal ventromedial parece regular la cognición social, incluida la empatía. La corteza orbitofrontal participa en la toma de decisiones sociales y en la representación de las valoraciones asignadas a diferentes experiencias.
• La función ejecutiva, el control cognitivo del comportamiento, depende de la corteza prefrontal, que está muy desarrollada en los primates superiores y especialmente en los humanos.
• La memoria de trabajo es un amortiguador cognitivo de capacidad limitada a corto plazo que almacena información y permite su manipulación para guiar la toma de decisiones y el comportamiento. ...
Estas diversas entradas y retroproyecciones a las estructuras corticales y subcorticales colocan a la corteza prefrontal en una posición para ejercer lo que a menudo se llama control "de arriba hacia abajo" o control cognitivo del comportamiento. ... La corteza prefrontal recibe información no sólo de otras regiones corticales, incluida la corteza de asociación, sino también, a través del tálamo, información de estructuras subcorticales que sirven a la emoción y la motivación, como la amígdala (Capítulo 14) y el cuerpo estriado ventral (o núcleo accumbens). ; Capítulo 15). ...
En condiciones en las que las respuestas prepotentes tienden a dominar el comportamiento, como en la adicción a las drogas, donde las señales de las drogas pueden provocar la búsqueda de drogas (Capítulo 15), o en el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH; descrito más adelante), pueden resultar consecuencias negativas significativas. . ... El TDAH puede conceptualizarse como un trastorno de la función ejecutiva; Específicamente, el TDAH se caracteriza por una capacidad reducida para ejercer y mantener el control cognitivo del comportamiento. En comparación con los individuos sanos, aquellos con TDAH tienen una capacidad disminuida para suprimir respuestas prepotentes inapropiadas a estímulos (inhibición de respuesta alterada) y una capacidad disminuida para inhibir respuestas a estímulos irrelevantes (supresión de interferencia alterada). ... La neuroimagen funcional en humanos demuestra la activación de la corteza prefrontal y el núcleo caudado (parte del cuerpo estriado) en tareas que exigen un control inhibidor del comportamiento. Los sujetos con TDAH exhiben menos activación de la corteza prefrontal medial que los controles sanos incluso cuando tienen éxito en tales tareas y utilizan diferentes circuitos. ... Los primeros resultados con resonancia magnética estructural muestran un adelgazamiento de la corteza cerebral en sujetos con TDAH en comparación con controles de la misma edad en la corteza prefrontal y la corteza parietal posterior, áreas involucradas en la memoria de trabajo y la atención.
La evaluación clínica de EF generalmente incluye una visita al consultorio que implica la administración de una batería de instrumentos de evaluación neuropsicológica.
Sin embargo, a pesar de sus ventajas, las medidas neuropsicológicas de FE administradas individualmente tienen dos limitaciones principales: primero, en la mayoría de los casos, deben ser administradas y calificadas individualmente por un técnico o profesional en un consultorio, lo que limita su utilidad para la detección o evaluación. breves propósitos de evaluación.
En segundo lugar, las relaciones entre las medidas neuropsicológicas de FE realizadas en el consultorio y el comportamiento real en el entorno cotidiano son modestas (Barkley, 2012), lo que lleva a cierta cautela al aplicar los resultados de las pruebas neuropsicológicas a las conclusiones sobre los resultados conductuales.
Como resultado de estas limitaciones de las pruebas neuropsicológicas de EF realizadas en el consultorio, se han desarrollado listas de verificación de conducta de EF informadas por padres y maestros para fines de detección y para complementar los resultados de las pruebas neuropsicológicas basadas en el desempeño al proporcionar informes del comportamiento de EF. en la vida diaria (Barkley, 2011b; Gioia et al., 2000; Naglieri & Goldstein, 2013).
Estas listas de verificación tienen la ventaja de una buena psicometría, una fuerte validez ecológica y una alta utilidad clínica como resultado de su facilidad de administración, puntuación e interpretación".
Medios relacionados con funciones ejecutivas en Wikimedia Commons