Lobo frontale - Frontal lobe

Lobo frontale
Principali fessure e lobi del cervello visti lateralmente. (Il lobo frontale è mostrato in blu.)
Gray729.png
Particolari
Parte di Cervello
Arteria Cerebrale anteriore Cerebrale
media
Identificatori
latino lobus frontalis
Acronimi FL
Maglia D005625
NeuroNomi 56
ID NeuroLex birnlex_928
TA98 A14.1.09.110
TA2 5445
FMA 61824
Termini anatomici di neuroanatomia

Il lobo frontale è il più grande dei quattro lobi principali del cervello nei mammiferi e si trova nella parte anteriore di ciascun emisfero cerebrale (di fronte al lobo parietale e al lobo temporale ). È separato dal lobo parietale da un solco tra i tessuti chiamato solco centrale e dal lobo temporale da un solco più profondo chiamato solco laterale (fessura silviana). La parte arrotondata più anteriore del lobo frontale (sebbene non ben definita) è nota come polo frontale, uno dei tre poli del cervello .

Il lobo frontale è ricoperto dalla corteccia frontale . La corteccia frontale comprende la corteccia premotoria e la corteccia motoria primaria , parti della corteccia motoria . La parte anteriore della corteccia frontale è coperta dalla corteccia prefrontale .

Ci sono quattro giri principali nel lobo frontale. Il giro precentrale è direttamente anteriore al solco centrale , corre parallelo ad esso e contiene la corteccia motoria primaria, che controlla i movimenti volontari di parti specifiche del corpo. Tre sottosezioni disposte orizzontalmente del giro frontale sono il giro frontale superiore , il giro frontale medio e il giro frontale inferiore . Il giro frontale inferiore è diviso in tre parti: la parte orbitale , la parte triangolare e la parte opercolare .

Il lobo frontale contiene la maggior parte dei neuroni dopaminergici nella corteccia cerebrale . Le vie dopaminergiche sono associate a ricompensa , attenzione , compiti di memoria a breve termine , pianificazione e motivazione . La dopamina tende a limitare e selezionare le informazioni sensoriali che arrivano dal talamo al proencefalo .

Struttura

Lobo frontale (rosso) dell'emisfero cerebrale sinistro.

Il lobo frontale è il lobo più grande del cervello e costituisce circa un terzo della superficie di ciascun emisfero. Sulla superficie laterale di ciascun emisfero, il solco centrale separa il lobo frontale dal lobo parietale. Il solco laterale separa il lobo frontale dal lobo temporale .

Il lobo frontale può essere diviso in una parte laterale , polare, orbitale (sopra l' orbita ; detta anche basale o ventrale ) e mediale . Ciascuna di queste parti è costituito da un particolare giro :

I gyri sono separati da sulci . Ad esempio, il giro precentrale è davanti al solco centrale e dietro il solco precentrale . Le circonvoluzioni frontali superiore e media sono divise dal solco frontale superiore . Il giro frontale medio e quello inferiore sono divisi dal solco frontale inferiore .

Negli esseri umani, il lobo frontale raggiunge la piena maturità intorno alla fine degli anni '20, segnando la maturità cognitiva associata all'età adulta. Una piccola quantità di atrofia , tuttavia, è normale nel lobo frontale della persona che invecchia. Fjell, nel 2009, ha studiato l'atrofia del cervello nelle persone di età compresa tra 60 e 91 anni. I 142 partecipanti sani sono stati scansionati mediante risonanza magnetica . I loro risultati sono stati confrontati con quelli di 122 partecipanti con malattia di Alzheimer . Un follow-up un anno dopo ha mostrato che c'è stato un marcato declino volumetrico in quelli con Alzheimer e un declino molto più piccolo (in media 0,5%) nel gruppo sano. Questi risultati confermano quelli di Coffey, che nel 1992 ha indicato che il lobo frontale diminuisce di volume di circa lo 0,5-1% all'anno.

Funzione

L'intera corteccia frontale può essere considerata la "corteccia dell'azione", così come la corteccia posteriore è considerata la "corteccia sensoriale". È dedicata all'azione di un tipo o dell'altro: movimento scheletrico, movimento oculare, controllo del linguaggio e espressione delle emozioni Nell'uomo, la maggior parte della corteccia frontale, la corteccia prefrontale , è responsabile dell'azione mentale interna e intenzionale, comunemente chiamata ragionamento o sintesi prefrontale .

La funzione del PFC implica la capacità di proiettare le conseguenze future che risultano dalle azioni in corso. Le funzioni PFC includono anche l'override e la soppressione delle risposte socialmente inaccettabili, nonché la differenziazione dei compiti.

Il PFC svolge anche un ruolo importante nell'integrazione di ricordi più lunghi non basati su compiti memorizzati nel cervello. Questi sono spesso ricordi associati a emozioni derivate da input dal sistema limbico del cervello . Il lobo frontale modifica quelle emozioni, generalmente per adattarsi a norme socialmente accettabili.

I test psicologici che misurano la funzione del lobo frontale includono il tocco delle dita (poiché il lobo frontale controlla il movimento volontario), il Wisconsin Card Sorting Test e le misurazioni del linguaggio , delle abilità matematiche e del processo decisionale, tutte controllate dal lobo frontale.

Significato clinico

Danno

Il danno al lobo frontale può verificarsi in diversi modi e comportare molte conseguenze diverse. Gli attacchi ischemici transitori (TIA) noti anche come mini-ictus e gli ictus sono cause comuni di danno al lobo frontale negli anziani (65 anni e oltre). Questi ictus e mini-ictus possono verificarsi a causa del blocco del flusso sanguigno al cervello oa seguito della rottura di un aneurisma in un'arteria cerebrale . Altri modi in cui possono verificarsi lesioni includono lesioni cerebrali traumatiche subite a seguito di incidenti, diagnosi come il morbo di Alzheimer o il morbo di Parkinson (che causano sintomi di demenza ) e l' epilessia del lobo frontale (che può verificarsi a qualsiasi età). Molto spesso, nei soggetti con esposizione prenatale all'alcol viene riconosciuto un danno al lobo frontale .

Sintomi

Gli effetti comuni del danno al lobo frontale sono vari. I pazienti che hanno subito un trauma del lobo frontale possono conoscere la risposta appropriata a una situazione ma mostrano risposte inadeguate a quelle stesse situazioni nella "vita reale". Allo stesso modo, le emozioni che si provano potrebbero non essere espresse nel viso o nella voce. Ad esempio, qualcuno che si sente felice non sorriderebbe e la voce sarebbe priva di emozioni. Sulla stessa linea, tuttavia, la persona può anche mostrare manifestazioni emotive eccessive e ingiustificate. La depressione è comune nei pazienti con ictus. È anche comune una perdita o una diminuzione della motivazione. Qualcuno potrebbe non voler svolgere le normali attività quotidiane e non si sentirebbe "all'altezza". Chi è vicino alla persona che ha subito il danno può notare cambiamenti nel comportamento. Questo cambiamento di personalità è caratteristico del danno al lobo frontale ed è stato esemplificato nel caso di Phineas Gage . Il lobo frontale è la stessa parte del cervello responsabile delle funzioni esecutive come la pianificazione per il futuro, il giudizio, le capacità decisionali, la capacità di attenzione e l'inibizione. Queste funzioni possono diminuire drasticamente in qualcuno il cui lobo frontale è danneggiato.

Anche le conseguenze che si vedono meno frequentemente sono varie. La confabulazione può essere l'effetto "meno comune" più frequentemente indicato. In caso di confabulazione, qualcuno fornisce informazioni false pur mantenendo la convinzione che sia la verità. In un piccolo numero di pazienti si può notare un'allegria insolita. Questo effetto si osserva principalmente nei pazienti con lesioni alla porzione frontale destra del cervello.

Un altro effetto poco frequente è quello della paramnesia duplicativa , in cui i pazienti credono che il luogo in cui risiedono attualmente sia una replica di uno localizzato altrove. Allo stesso modo, coloro che sperimentano la sindrome di Capgras dopo un danno al lobo frontale credono che una "sostituzione" identica abbia assunto l'identità di un caro amico, parente o altra persona e si atteggia a quella persona. Quest'ultimo effetto si osserva principalmente nei pazienti schizofrenici che hanno anche un disturbo neurologico nel lobo frontale.

Danno al DNA

Nella corteccia frontale umana, un insieme di geni subisce una ridotta espressione dopo i 40 anni e soprattutto dopo i 70 anni. Questo insieme include geni che hanno funzioni chiave nella plasticità sinaptica importanti nell'apprendimento e nella memoria, nel trasporto vescicolare e nella funzione mitocondriale . Durante l' invecchiamento , il danno al DNA è notevolmente aumentato nei promotori dei geni che mostrano una ridotta espressione nella corteccia frontale. Nei neuroni umani in coltura, questi promotori sono selettivamente danneggiati dallo stress ossidativo.

Gli individui con disturbi neurocognitivi associati all'HIV accumulano danni al DNA nucleare e mitocondriale nella corteccia frontale.

Genetico

Un rapporto del National Institute of Mental Health afferma che una variante genica di (COMT) che riduce l'attività della dopamina nella corteccia prefrontale è correlata a prestazioni più scarse e al funzionamento inefficiente di quella regione del cervello durante la memoria di lavoro, i compiti e un rischio leggermente aumentato di schizofrenia .

Storia

Psicochirurgia

All'inizio del XX secolo, un trattamento medico per la malattia mentale , sviluppato per la prima volta dal neurologo portoghese Egas Moniz , prevedeva il danneggiamento dei percorsi che collegavano il lobo frontale al sistema limbico . Una lobotomia frontale (a volte chiamata leucotomia frontale) ha ridotto con successo il disagio ma al costo di spesso smussare le emozioni, la volontà e la personalità del soggetto . L'uso indiscriminato di questa procedura psicochirurgica , combinato con i suoi gravi effetti collaterali e un tasso di mortalità dal 7,4 al 17%, gli ha fatto guadagnare una cattiva reputazione. La lobotomia frontale è in gran parte estinta come trattamento psichiatrico. Vengono ancora utilizzate procedure psicochirurgiche più precise, anche se raramente. Possono includere la capsulotomia anteriore (lesioni termiche bilaterali degli arti anteriori della capsula interna ) o la cingulotomia bilaterale (che coinvolge lesioni del giro del cingolo anteriore ) e possono essere utilizzate per trattare disturbi ossessivi o depressione clinica altrimenti non trattabili .

Teorie della funzione

Le teorie sulla funzione del lobo frontale possono essere suddivise in quattro categorie:

  • Teorie del singolo processo, che propongono che "il danno a un singolo processo o sistema è responsabile di una serie di diversi sintomi disesecutivi "
  • Teorie multiprocesso, che propongono "che il sistema esecutivo del lobo frontale sia costituito da un numero di componenti che tipicamente lavorano insieme nelle azioni quotidiane (eterogeneità della funzione)"
  • Teorie guidate dai costrutti, che propongono che "la maggior parte se non tutte le funzioni frontali possono essere spiegate da un costrutto (omogeneità di funzione) come la memoria di lavoro o l'inibizione"
  • Teorie del singolo sintomo, che propongono che uno specifico sintomo disesecutivo (ad es. la confabulazione) sia correlato ai processi e al costrutto delle strutture sottostanti.

Altre teorie includono:

  • Stuss (1999) suggerisce una differenziazione in due categorie in base all'omogeneità e all'eterogeneità della funzione.
  • Approccio delle unità di conoscenza manageriale di Grafman (MKU) / complesso di eventi strutturati (SEC) (cfr. Wood & Grafman, 2003)
  • La teoria integrativa del funzionamento prefrontale di Miller & Cohen (es. Miller & Cohen, 2001)
  • L'approccio stimolo-ricompensa di Rolls e le funzioni attenzionali anteriori di Stuss (Burgess & Simons, 2005; Burgess, 2003; Burke, 2007).

Si può evidenziare che le teorie sopra descritte differiscono nella loro focalizzazione su certi processi/sistemi o costrutti lasciati. Stuss (1999) osserva che la questione dell'omogeneità (singolo costrutto) o dell'eterogeneità (più processi/sistemi) di funzione "può rappresentare un problema di semantica e/o analisi funzionale incompleta piuttosto che una dicotomia irrisolvibile" (p. 348). Tuttavia, ulteriori ricerche mostreranno se sarà disponibile una teoria unificata della funzione del lobo frontale che tenga pienamente conto della diversità delle funzioni.

Altri primati

Molti scienziati avevano pensato che il lobo frontale fosse sproporzionatamente ingrandito negli esseri umani rispetto ad altri primati. Si pensava che questa fosse una caratteristica importante dell'evoluzione umana e considerata la ragione principale per cui la cognizione umana differisce da quella degli altri primati. Tuttavia, questa visione in relazione alle grandi scimmie da allora è stata messa in discussione dagli studi di neuroimaging . Utilizzando la risonanza magnetica per determinare il volume della corteccia frontale negli esseri umani, in tutte le specie di scimmie esistenti e in diverse specie di scimmie , è stato scoperto che la corteccia frontale umana non era relativamente più grande della corteccia di altre grandi scimmie, ma era relativamente più grande di quella frontale. corteccia delle scimmie minori e delle scimmie. La cognizione superiore degli umani è invece vista come correlata ad una maggiore connessione data dai tratti neurali che non influiscono sul volume corticale. Ciò è evidente anche nei percorsi della rete linguistica che collega i lobi frontale e temporale.

Guarda anche

Riferimenti

Ulteriori letture

  • Donald T. Stuss e Robert T. Knight (a cura di), Principi della funzione del lobo frontale , seconda edizione, Oxford University Press, New York, 2013.

link esterno