Lobo frontale: anatomia e funzioni (con immagini)

Il lobo frontale è probabilmente l'area del cervello che più distingue gli umani dal resto degli animali. Per questo motivo, ha destato particolare interesse per i ricercatori, che hanno svolto molteplici studi sulle loro funzioni e il loro meccanismo operativo.

Il lobo frontale umano è ampiamente correlato a funzioni importanti come il linguaggio, il controllo delle azioni motorie e delle funzioni esecutive, in modo che, se ferito, la persona possa soffrire di seri problemi che discuteremo anche in questo articolo.

Neuroanatomia del lobo frontale

posizione

Prima di spiegare le funzioni del lobo frontale, verranno descritte la sua posizione e l'anatomia.

Il cervello è composto da aree corticali e strutture subcorticali, inizierò con le aree corticali poiché il lobo frontale è uno di loro.

La corteccia cerebrale è divisa in lobi, separati da solchi, il più riconosciuto è il frontale, parietale, temporale e occipitale, anche se alcuni autori postulano che esiste anche il lobo limbico (Redolar, 2014).

La corteccia è divisa in due emisferi, la destra e la sinistra, in modo che i lobi siano presenti simmetricamente in entrambi gli emisferi, con un lobo frontale destro e un lobo sinistro, un lobo parietale destro e sinistro e così via. .

Gli emisferi cerebrali sono divisi dalla fessura interemisferica mentre i lobi sono separati da diversi solchi.

Il lobo frontale si estende dalla parte più anteriore del cervello fino alla fessura di Rolando (o fessura centrale) dove inizia il lobo parietale e, sui lati, alla fessura silviana (o fessura laterale) che separa il lobo temporale.

Per quanto riguarda l'anatomia del lobo frontale umano, si può dire che è molto voluminoso e ha una forma piramidale. Può essere diviso in corteccia prefrontale e prefrontale:

La corteccia precentrale è composta dalla corteccia motoria primaria (area 4 di Brodmann), dalla corteccia premotoria e dalla corteccia motoria supplementare (area 6 di brodmann). Questa zona è fondamentalmente motoria e controlla i movimenti fasici del corpo (programmazione e inizio del movimento), nonché i movimenti necessari per produrre linguaggio, postura e orientamento del corpo.
La corteccia prefrontale, è la zona di associazione, è composta da corteccia dorsolaterale, ventrolaterale e orbitofrontale, e le sue funzioni sono legate al sistema esecutivo, come il controllo e la gestione delle funzioni esecutive.

Il lobo frontale, e in particolare la corteccia prefrontale, è l'area corticale più ampiamente collegata al resto del cervello. Le connessioni principali sono le seguenti:

Connessioni frontali cortico-corticali . Ricevi e invia informazioni al resto dei lobi. I più importanti sono i collegamenti frontotemporali, correlati all'attività audio-visiva e frontoparietale, relativi al controllo e alla regolazione della sensibilità e del dolore cutaneo-cinestesici.
Connessioni frontali cortico-subcorticali .
- Connessioni fronto-talamiche.
  - Nucleo talamico centrallaterale che si collega con la corteccia precentrale.
  - Nucleo talamico talestomediale che si collega con la corteccia prefrontale, in qualche modo correlato alla memoria.
  - Nucleo del talamo anteriore ventrale che si collega con la corteccia frontale limbica (area del cingolo).
- Connessioni fronto-limbiche. Facilitano la regolazione emotiva e affettiva attraverso le secrezioni neuroendocrine e neurochimiche.
- Circuiti fronto-basali. In questi circuiti alcune sezioni del lobo frontale sono collegate con lo striato, il globo pallido e il talamo:
  - Circuito del motore, relativo al controllo dei movimenti.
  - Circuito oculomotore, correlato all'associazione tra i nostri movimenti e la posizione degli oggetti identificati attraverso la vista.
  - Circuito prefrontale dorsolaterale, correlato alle funzioni esecutive.
  - Circuito prefrontale delle Cingolate, correlato alle risposte emotive.

Un modo approssimativo potrebbe essere detto che il lobo frontale riceve input dalle aree responsabili dell'elaborazione sensoriale delle informazioni e invia le uscite alle aree responsabili di dare una risposta, in particolare il motore.

La corteccia prefrontale

La corteccia prefrontale è l'ultima area da sviluppare nel lobo frontale e nel cervello in generale. Quest'area è particolarmente importante perché assolve funzioni senza le quali non saremmo efficaci nelle nostre attività quotidiane, come la pianificazione e l'organizzazione di comportamenti futuri.

Ha una forma piramidale, come il lobo frontale, e ha un interno, un esterno e un interno.

Per quanto riguarda le connessioni che stabilisce con il resto delle strutture, ci sono tre circuiti principali:

Circuito prefrontale dorsolaterale . Va alla zona dorso-laterale del nucleo caudato. Da qui si collega al pallido globo dorsomediale e alla sostanza nera. Questi proiettano i nuclei talamici dorso-mediale e ventrale-anteriore, e da lì ritornano alla corteccia prefrontale.
Circuito Orbitofrontale . Proietta al nucleo caudato ventromediale, quindi al globo pallido e alla sostanza nera ventro-mediale, da lì passa ai nuclei talamici ventrale-anteriore e dorsale-mediale e infine torna alla corteccia prefrontale.
Circuito cingolato precedente . Proietta allo striato ventrale, questo ha connessioni con il globo pallido, l'area tegmentale ventrale, la habenula, l'ipotalamo e l'amigdala. Alla fine ritorna alla corteccia prefrontale.

A quest'area vengono attribuite le funzioni di strutturazione, organizzazione e pianificazione del comportamento. Il paziente subisce i seguenti fallimenti se quest'area è danneggiata:

Fallimenti in capacità selettiva.
Fallimenti in attività sostenute.
Deficit nella capacità associativa o nella formazione di concetti.
Deficit nella capacità di pianificazione.

Funzioni del lobo frontale

Il lobo frontale svolge molteplici funzioni che possono essere riassunte in:

Funzioni esecutive:
- Simulazione virtuale del comportamento da realizzare attraverso esperienze e apprendimento precedente e vicario.
- Impostazione di un obiettivo e dei passaggi da seguire per completarlo.
- Pianificazione, coordinamento e attuazione dei comportamenti necessari per raggiungere l'obiettivo.
- Mantenimento degli obiettivi durante tutto il processo fino al raggiungimento dell'obiettivo. Qui sono coinvolti la memoria di lavoro e l'attenzione sostenuta.
- Inibizione di altri stimoli che non hanno nulla a che fare con l'obiettivo e che potrebbero interferire con loro.
- Coordinamento di tutti i sistemi necessari per eseguire le azioni necessarie, come sensoriali, cognitive e comportamentali.
- Analisi dei risultati ottenuti e, se necessario, modifica dei modelli di comportamento basati su questi risultati.
Funzioni sociali:
- Inferenza delle intenzioni e dei pensieri degli altri. Questa capacità è chiamata teoria della mente.
- Riflessione sulle nostre conoscenze e interessi e capacità di comunicarli.
Funzioni emozionali:
- Controllo degli stimoli rinforzanti per motivarci a svolgere i processi e i comportamenti cognitivi che dovremmo svolgere.
- Regolazione degli impulsi.
- Coscienza delle emozioni.
Funzioni del motore:
- Sequenziamento, coordinamento ed esecuzione dei comportamenti motori.
Funzioni linguistiche:
- Capacità di comprendere la lingua degli altri e di produrre la nostra.

Successivamente, le funzioni esecutive saranno descritte in maggiore profondità a causa della loro grande importanza nell'uomo.

Funzioni esecutive

Le funzioni esecutive potrebbero essere definite come l'ultimo passo nel controllo, nella regolazione e nella direzione del comportamento umano. Questo concetto nasce per la prima volta dalla mano di AR Luria nel 1966 nel suo libro Higher Cortical Function in Man (citato in León-Carrión e Barroso, 1997).

Lezak rese popolare questo termine nella psicologia americana. Questo autore evidenzia la differenza tra le funzioni esecutive e cognitive, affermando che, sebbene le funzioni cognitive subiscano un danno se le funzioni esecutive funzionano correttamente, la persona continuerà ad essere indipendente, costruttivamente autosufficiente e produttiva (citata in León-Carrión e Barroso, 1997).

Le funzioni esecutive sono composte da quattro componenti:

1- Formulazione di obiettivi . È il processo attraverso il quale i bisogni sono determinati, ciò che è desiderato e ciò che è in grado di ottenere ciò che è desiderato. Se una persona ha questa funzione alterata, non può pensare a cosa dovrebbe fare e presenta difficoltà nell'avviare le attività.

Queste alterazioni possono verificarsi senza la necessità di danni cerebrali, semplicemente con una scarsa organizzazione nel lobo prefrontale.

2- Pianificazione È responsabile della determinazione e dell'organizzazione delle misure necessarie per realizzare un'intenzione.

Questo processo richiede alcune capacità come: concettualizzare i cambiamenti nelle circostanze presenti, svilupparsi nell'ambiente, vedere l'ambiente in modo obiettivo, in grado di concepire alternative, realizzare elezioni e sviluppare una struttura per attuare il piano.

3- Implementazione di piani. È interpretato come l'azione di iniziare, mantenere, modificare e sequenze di comportamenti complessi in modo integrale e ordinato.

4- Esecuzione effettiva. È la valutazione basata sugli obiettivi e le risorse utilizzate per raggiungere tali obiettivi.

Il sistema di insegnamento è molto importante per la corretta configurazione delle funzioni esecutive, dal momento che queste funzioni iniziano a svilupparsi durante l'infanzia, dal primo anno di vita, e non maturano fino alla pubertà o anche più tardi.

Le funzioni esecutive sono principalmente legate alla corteccia prefrontale, ma alcuni studi eseguiti con PET (tomografia a emissione di positroni) indicano che, quando l'attività diventa routine, un'altra parte del cervello assume l'attività per "liberare" la corteccia prefrontale e che può occuparsi di svolgere altre funzioni.

Valutazione esecutiva delle prestazioni

Le tecniche più utilizzate per la valutazione del sistema esecutivo sono:

Test di classificazione delle carte Wisconsin . Test in cui il paziente deve classificare una serie di carte in diversi modi, utilizzando ogni volta una categoria diversa. Fallimenti in questo test implicherebbero problemi nella formazione di concetti che potrebbero essere dovuti a lesioni nel lobo frontale sinistro.
La torre di Hanoi-Siviglia . Questo test viene utilizzato per esaminare complesse abilità di problem solving.
Test del labirinto Questi test forniscono dati sui più alti livelli di funzionamento del cervello che richiedono pianificazione e previsione.
Giocattoli da costruzione Questi sono test non strutturati e vengono utilizzati per valutare le funzioni esecutive.

Disfunzioni del lobo frontale

Il lobo frontale può essere danneggiato a seguito di traumi, infarti, tumori, infezioni o lo sviluppo di alcuni disturbi come disturbi neurodegenerativi o dello sviluppo.

Le conseguenze del danno del lobo frontale dipenderanno dall'area danneggiata e dall'entità della lesione. La sindrome, a causa del danno al lobo frontale, è meglio conosciuta come sindrome prefrontale che verrà descritta di seguito.

La sindrome prefrontale

La prima descrizione ben documentata di un caso di questa sindrome è stata quella di Harlow (1868) sul caso di Phineas Gage, nel tempo questo caso ha continuato a essere studiato e oggi è uno dei più noti nel campo di psicologia (citata in León-Carrión e Barroso, 1997).

Phineas stava lavorando sulle tracce di un treno quando ebbe un incidente mentre comprimeva polvere da sparo con una sbarra di ferro.

Sembra che una scintilla sia arrivata alla polvere da sparo ed è esplosa lanciando la barra di ferro direttamente sulla sua testa. Phineas ha subito una lesione nel lobo frontale sinistro (in particolare nella regione orbitale mediale) ma era ancora vivo, sebbene avesse ancora sequel.

I cambiamenti più significativi dovuti alla lesione subita sono stati l'aumento degli impulsi, l'incapacità di controllo e le difficoltà di pianificazione e organizzazione.

Le persone con la corteccia prefrontale ferita presentano cambiamenti di personalità, abilità motorie, attenzione, linguaggio, memoria e funzioni esecutive.

Cambiamenti di personalità

Secondo Ardila (citata in León-Carrión e Barroso, 1997) ci sono due modi per descrivere i cambiamenti di personalità causati da questa sindrome:

Modifiche all'attivazione per l'azione. I pazienti tendono a provare apatia e disinteresse, quindi, fanno tutto con riluttanza e non sono molto proattivi.
Cambiamenti nel tipo di risposta. La risposta del paziente non è adattativa, non corrisponde allo stimolo presentato a lui. Ad esempio, possono sostenere un esame e scegliere i vestiti che indosseranno troppo a lungo invece di studiare.

Cambiamenti in Motricità

Tra i cambiamenti nelle abilità motorie possiamo trovare:

Riflessi neonatali Sembra come se i pazienti avessero involucionaran e tornassero ad avere i riflessi che hanno i bambini e si sono persi con lo sviluppo. I più comuni sono:
- Riflessione di Babinski. Estensione tonica dorsale dell'alluce.
- Riflesso di prensione. Chiudi il palmo della mano quando qualcosa lo tocca.
- Riflessione di aspirazione.
- Riflesso palmomentonico. Toccando il palmo della mano si innescano movimenti nel mento.
Ripeti le azioni dell'esaminatore.
Reagiscono in modo esagerato agli stimoli.
Disorganizzazione del comportamento.
Ripeti lo stesso movimento ancora e ancora.

Cambiamenti nell'attenzione

I principali cambiamenti si verificano nella risposta di orientamento, i pazienti hanno deficit per orientarsi verso gli stimoli che dovrebbero a casa in quel momento e per seguire le istruzioni dell'esaminatore.

Cambiamenti linguistici

I più caratteristici sono:

Afasia transcorticale. La lingua è molto limitata e si riduce a brevi frasi.
Linguaggio subvocale Cambiamenti nel dispositivo vocale, probabilmente a causa dell'afasia, in modo che la persona pronuncia stranamente.
Commissione di errori di denominazione, come perseverare e rispondere prima dei frammenti dello stimolo e non dello stimolo globale.
Rispondono meglio agli stimoli visivi che verbali perché hanno uno scarso controllo del comportamento attraverso il linguaggio.
Non possono mantenere un argomento centrale di conversazione.
Mancanza di elementi di connessione per dare forme e rendere il linguaggio logico.
Concretismo. Forniscono informazioni concrete senza contestualizzarle, il che può rendere difficile la comprensione dell'interlocutore.

Cambiamenti nella memoria

I lobi frontali svolgono un ruolo importante nella memoria, specialmente nella memoria a breve termine. I pazienti con lesioni nel lobo frontale presentano problemi nello stoccaggio e nella conservazione della memoria. Le alterazioni più frequenti sono:

Organizzazione temporale della memoria. I pazienti hanno problemi nell'ordinare gli eventi nel tempo.
Amnesia, soprattutto per ferite prodotte nella zona orbitale.

Cambiamenti nelle funzioni esecutive

Le funzioni esecutive sono le più colpite nei pazienti con lesioni frontali, dato che una complessa elaborazione e l'integrazione e il coordinamento di diversi componenti sono necessari per la sua corretta performance.

Le persone con una sindrome frontale non sono in grado di formare un obiettivo, pianificare, eseguire azioni in modo ordinato e analizzare i risultati ottenuti. Questi deficit impediscono loro di condurre una vita normale mentre interferiscono con il loro lavoro / scuola, famiglia, compiti sociali ...

Sebbene i sintomi descritti siano i più comuni, le loro caratteristiche non sono universali e dipenderanno da entrambe le variabili del paziente (età, prestazioni premorbose ...) e da lesioni (posizione specifica, magnitudo ...) e dal decorso della sindrome.

Sindromi tipiche

La categoria delle sindromi frontali è molto ampia e comprende un'altra serie di sindromi che si differenziano a seconda dell'area ferita.

Cummings (1985) descrive tre sindromi (citate in León-Carrión e Barroso, 1997):

Sindrome Orbitofrontale (o disinibizione). È caratterizzato da disinibizione, impulsività, labilità emotiva, scarso giudizio e distrazione.
Sindrome di convessità frontale (o apatica). È caratterizzato da apatia, indifferenza, ritardo psicomotorio, perdita di quantità di moto, astrazione e scarsa categorizzazione.
Sindrome frontale (o lobo frontale frontale). È caratterizzato da una mancanza di gesti e movimenti spontanei, debolezza e perdita di sensibilità alle estremità.

Imbriano (1983) aggiunge altre due sindromi alla classificazione elaborata da Cummings (citata in León-Carrión e Barroso, 1997):

Sindrome polare Prodotto da lesioni nella zona orbitale. È caratterizzato da alterazioni della capacità intellettuale, disorientamento temporo-spaziale e mancanza di autocontrollo.
Sindrome Splendal. Prodotto da lesioni mediali di sinistra. Caratterizzato da alterazioni delle espressioni facciali affettive e indifferenza affettiva, disturbi del pensiero e alterazioni del linguaggio.