Funciones ejecutivas

Las funciones ejecutivas (denominadas colectivamente función ejecutiva y control cognitivo ) son un conjunto de procesos cognitivos que son necesarios para el control cognitivo del comportamiento : seleccionar y monitorear con éxito los comportamientos que facilitan el logro de los objetivos elegidos.

Las funciones ejecutivas incluyen procesos cognitivos básicos como el control atencional, 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 la planificación yinteligencia fluida (p.

Ej., razonamiento y resolución de problemas ).

Las funciones ejecutivas se desarrollan y cambian gradualmente a lo largo de la vida de un individuo y se pueden mejorar en cualquier momento a lo largo de la vida de una persona. De manera similar, estos procesos cognitivos pueden verse afectados negativamente por una variedad de eventos que afectan a un individuo.

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 completa para diagnosticar trastornos neurológicos y psiquiátricos.

El control cognitivo y el control de estímulos, que está asociado con el condicionamiento operante y clásico, representan procesos opuestos (interno frente a externo o ambiental, respectivamente) que compiten por el control de los comportamientos provocados de un individuo; en particular, el control inhibitorio es necesario para anular las respuestas conductuales impulsadas por estímulos (control del comportamiento por estímulos).

La corteza prefrontal es necesaria pero no únicamente suficiente para las funciones ejecutivas; por ejemplo, el núcleo caudado y el núcleo subtalámicotambién tienen un papel en la mediación del control inhibitorio.

El control cognitivo se ve afectado en la adicción, el trastorno por déficit de atención con hiperactividad, el autismo, 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 uno en una adicción.

Neuroanatomía

Históricamente, las funciones ejecutivas han sido vistas como reguladas por las regiones prefrontales de los lóbulos frontales, pero aún es un tema de debate en curso si ese es realmente el caso. A pesar de que los artículos sobre lesiones del lóbulo prefrontal comúnmente se refieren a trastornos de las funciones ejecutivas y viceversa, una revisión encontró indicaciones sobre la sensibilidad pero no sobre la especificidad de las medidas de 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 involucrada.

Los estudios de neuroimagen y lesiones han identificado las funciones que se asocian con mayor frecuencia con las regiones particulares de la corteza prefrontal y áreas asociadas.

La corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC) participa en el procesamiento «en línea» de la información, como la integración de diferentes dimensiones de la cognición y el comportamiento. Como tal, se ha encontrado que esta área está asociada con la fluidez verbal y de diseño, la capacidad de mantener y cambiar el conjunto, la planificación, la inhibición de la respuesta, la memoria de trabajo, las habilidades de organización, el razonamiento, la resolución de problemas y el pensamiento abstracto.

La corteza cingulada anterior (CCA) está involucrada en los impulsos emocionales, la experiencia y la integración. Las funciones cognitivas asociadas incluyen la inhibición de respuestas inapropiadas, toma de decisiones y comportamientos motivados. Las lesiones en esta área pueden provocar estados de bajo impulso como apatía, abulia o mutismo acinético y también pueden provocar estados de bajo impulso para necesidades básicas como comer o beber y posiblemente disminución del interés en actividades sociales o vocacionales y sexo.

La corteza orbitofrontal (OFC) juega un papel clave en el control de los impulsos, el mantenimiento del conjunto, el seguimiento del comportamiento en curso y los comportamientos socialmente apropiados. La corteza orbitofrontal también tiene funciones en la representación del valor de las recompensas basadas en estímulos sensoriales y en la evaluación de experiencias emocionales subjetivas.

Las lesiones pueden causar desinhibición, impulsividad, arrebatos agresivos, promiscuidad sexual y comportamiento antisocial.

Además, en su revisión, Álvarez y Emory afirman que: «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 lo tanto, el concepto de función ejecutiva debe ser lo suficientemente amplio como para incluir estructuras anatómicas que representan un parte 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.

Rol hipotético

Se cree que el sistema ejecutivo está muy involucrado en el manejo de situaciones novedosas 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:

Los que implican planificación o toma de decisiones.

Aquellos que implican la corrección de errores o la resolución de problemas.

Situaciones en las que las respuestas no están bien ensayadas o contienen secuencias de acciones novedosas

Situaciones peligrosas o técnicamente difíciles

Situaciones que requieren la superación de una fuerte respuesta habitual o resistencia a la tentación.

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.

Las funciones ejecutivas a menudo se invocan cuando es necesario anular respuestas prepotentes que, de otro modo, podrían ser provocadas automáticamente por estímulos en el entorno externo. Por ejemplo, cuando se le presenta un estímulo potencialmente gratificante, como un sabroso trozo de pastel de chocolate, una persona puede tener la respuesta automática de darle un mordisco.

Sin embargo, cuando tal comportamiento entra en conflicto con los planes internos (como haber decidido no comer pastel de chocolate mientras se está a dieta), las funciones ejecutivas pueden activarse para inhibir esa respuesta.

Aunque la supresión de estas respuestas prepotentes normalmente se considera adaptativa, surgen problemas para el desarrollo del individuo y la cultura cuando las expectativas culturales anulan los sentimientos de lo correcto y lo incorrecto o cuando las inhibiciones ejecutivas anulan los impulsos creativos.

Perspectiva historica

Aunque la investigación sobre las funciones ejecutivas y su base neural 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» (una distinción caracterizada más plenamente por Shiffrin y Schneider en 1977), 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».

El trabajo de investigadores influyentes como Michael Posner, Joaquín Fuster, Tim Shallice y sus colegas en la década de 1980 (y más tarde Trevor Robbins, Bob Knight, Don Stuss y otros) sentó las bases para la investigación reciente sobre las funciones ejecutivas. Por ejemplo, Posner propuso que haya una rama «ejecutiva» separada del sistema atencional, que es responsable de centrar la atención en aspectos seleccionados del entorno.

El neuropsicólogo británicoTim 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. A lo largo de este período, surgió el consenso de que este sistema de control se encuentra 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 y argumentaba que debe haber un componente (al que denominó «ejecutivo central») que permite manipular la información en la memoria a corto plazo (por ejemplo, al hacer aritmética mental ).

Desarrollo

Las funciones ejecutivas se encuentran entre las últimas funciones mentales en alcanzar la madurez. Esto se debe a la maduración tardía 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 rachas, cuando surgen nuevas habilidades, estrategias y formas de conciencia.

Se cree que estos brotes reflejan eventos de maduración en las áreas frontales del cerebro. El control atencional parece surgir en la infancia y desarrollarse rápidamente en la primera infancia. La flexibilidad cognitiva, el establecimiento de metas y el procesamiento de la información generalmente se desarrollan rápidamente entre los 7 y los 9 años y maduran a los 12 años.

El control ejecutivo generalmente surge poco después de un período de transición al comienzo de la adolescencia. Aún no está claro si existe una única secuencia de etapas en las que aparecen las funciones ejecutivas, o si diferentes entornos y experiencias tempranas de la vida pueden llevar a las personas a desarrollarlas en diferentes secuencias.

NIñez temprana

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. El control inhibitorio y la memoria de trabajo se encuentran entre las primeras funciones ejecutivas que aparecen, con signos iniciales observados en bebés de 7 a 12 meses de edad.

Luego, en los años preescolares, los niños muestran un rendimiento acelerado en tareas de inhibición y memoria de trabajo, generalmente entre las edades de 3 a 5 años. También durante este tiempo, comienzan a desarrollarse la flexibilidad cognitiva, el comportamiento dirigido a objetivos y la planificación.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 las habilidades, sino porque carecen de la conciencia para saber cuándo y cómo usar estrategias particulares en particular.

Contextos.

Preadolescencia

Los niños preadolescentes continúan exhibiendo ciertos brotes de crecimiento 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. Durante la preadolescencia, los niños muestran aumentos importantes en la memoria de trabajo verbal;

Conducta dirigida a un objetivo (con un aumento potencial alrededor de los 12 años de edad); inhibición de la respuesta y atención selectiva; y planificación estratégica y habilidades organizativas. Además, entre los 8 y los 10 años, la flexibilidad cognitiva en particular comienza a igualar los niveles de los adultos.

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.

Adolescencia

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.

Así como el control inhibitorio surge en la infancia y mejora con el tiempo, la planificación y el comportamiento dirigido a objetivos también demuestran un curso de tiempo prolongado con un crecimiento continuo durante la adolescencia. Asimismo, funciones como el control atencional, con un potencial estirón a los 15 años, junto con la memoria de trabajo, continúan desarrollándose en esta etapa.

Edad adulta

El principal cambio que ocurre en el cerebro en la edad adulta es la mielinización constante de las neuronas en la corteza prefrontal. Entre los 20 y los 29 años, las habilidades de funcionamiento ejecutivo están en su apogeo, lo que permite a las personas de esta edad participar en algunas de las tareas mentales más desafiantes.

Estas habilidades comienzan a declinar en la adultez posterior. La memoria de trabajo y la amplitud espacial son las áreas en las que se observa con mayor facilidad el deterioro. Sin embargo, la flexibilidad cognitiva tiene un inicio tardío de deterioro y no suele comenzar a disminuir hasta alrededor de los 70 años en adultos que funcionan normalmente.

Se ha encontrado que el deterioro del funcionamiento ejecutivo es el mejor predictor del deterioro funcional en los ancianos.

Modelos

Control inhibitorio de arriba hacia abajo

Aparte de los mecanismos de control facilitadores o amplificatorios, muchos autores han defendido los mecanismos inhibitorios en el dominio del control de la respuesta, la memoria, la atención selectiva, la teoría de la mente, la regulación de las emociones, así como emociones sociales como la empatía.

Una revisión reciente sobre este tema argumenta que la inhibición activa es un concepto válido en algunos dominios de la psicología/control cognitivo.

Modelo de memoria de trabajo

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 la información visual y espacial; y el búfer episódico desarrollado más recientemente que integra la memoria a corto y largo plazo, manteniendo y manipulando una cantidad limitada de información de múltiples dominios en episodios secuenciados temporal y espacialmente.

Los investigadores han encontrado efectos positivos significativos de la relajación mejorada con biorretroalimentación sobre la memoria y la inhibición en los niños. La biorretroalimentación es una herramienta de mente y cuerpo en la que las personas pueden aprender a controlar y regular su cuerpo para mejorar y controlar sus habilidades de funcionamiento ejecutivo.

Para medir los procesos de uno, los investigadores usan su frecuencia cardíaca o respiratoria. La biorretroalimentación-relajación incluye musicoterapia, arte y otras actividades de atención plena.

Las habilidades de funcionamiento ejecutivo son importantes por muchas razones, incluido el éxito académico de los niños y el desarrollo socioemocional. Según el estudio “La eficacia de diferentes intervenciones para fomentar las habilidades de la función ejecutiva de los niños: una serie de metaanálisis”, los investigadores descubrieron que es posible entrenar las habilidades de la función ejecutiva.

Los investigadores realizaron un estudio metaanalítico 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 niños. Las intervenciones incluyeron entrenamiento computarizado y no computarizado, ejercicio físico, arte y ejercicios de atención plena.Sin embargo, los investigadores no pudieron concluir que las actividades artísticas o las actividades físicas pudieran mejorar las habilidades del funcionamiento ejecutivo.

Sistema atencional de supervisión (SAS)

Otro modelo conceptual es el sistema atencional de supervisión (SAS). 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, implementar estos esquemas y luego evaluar su precisión.

Modelo de autorregulación

Russell Barkley propuso un modelo ampliamente conocido de funcionamiento ejecutivo que se basa en la autorregulación. Derivado principalmente del trabajo que examina la inhibición del comportamiento, considera que las funciones ejecutivas se componen de cuatro habilidades principales. Un elemento es la memoria de trabajo que permite a las personas resistirse a la información que interfiere.Un segundo componente es el manejo de las respuestas emocionales para lograr comportamientos dirigidos a objetivos.

En tercer lugar, la internalización del habla autodirigida se usa para controlar y mantener 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 conductuales para alcanzar los objetivos. Cambiar la respuesta de comportamiento de uno para alcanzar una nueva meta o modificar un objetivo es una habilidad de nivel superior que requiere una fusión de funciones ejecutivas que incluyen la autorregulación y el acceso a conocimientos y experiencias previas.

De acuerdo con este modelo, el sistema ejecutivo del cerebro humano proporciona la organización transtemporal del comportamiento hacia las metas y el futuro y coordina acciones y estrategias para las tareas diarias dirigidas a metas. Esencialmente, este sistema permite a los humanos autorregular su comportamiento para sostener la acción y la resolución de problemas hacia objetivos específicos y el futuro en general.

Por lo tanto, los déficits de la función ejecutiva plantean serios problemas para la capacidad de autorregulación de una persona a lo largo del tiempo para alcanzar sus objetivos y anticipar y prepararse para el futuro.

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 manejar sus respuestas emocionales. Estas intervenciones incluyen enseñar a los niños habilidades relacionadas con la función ejecutiva que brindan los pasos necesarios para implementarlas durante las actividades del salón de clases y educar a los niños sobre cómo planificar sus acciones antes de actuar en consecuencia.

Las habilidades de funcionamiento ejecutivo son cómo el cerebro planifica y reacciona a las situaciones.Ofrecer nuevas estrategias de autorregulación les permite a los niños mejorar sus habilidades de funcionamiento ejecutivo al practicar algo nuevo. También se concluye que las prácticas de mindfulness se muestran como una intervención significativamente efectiva para que los niños se autorregulen.

Esto incluye la relajación mejorada con biorretroalimentación. Estas estrategias apoyan el crecimiento de las habilidades de funcionamiento ejecutivo de los niños.

Modelo de resolución de problemas

Otro modelo más de funciones ejecutivas es un marco de resolución de problemas donde las funciones ejecutivas se consideran una macroconstrucción compuesta 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.

Modelo conceptual de Lezak

Uno de los modelos conceptuales más difundidos sobre las funciones ejecutivas es el modelo de Lezak. Este marco propone cuatro amplios dominios de voluntad, planificación, acción intencional y desempeño efectivo que trabajan juntos para cumplir con las necesidades globales del funcionamiento ejecutivo.

Si bien este modelo puede atraer ampliamente a médicos e investigadores para ayudar a identificar y evaluar ciertos componentes del funcionamiento ejecutivo, carece de una base teórica clara y relativamente pocos intentos de validación.

Modelo de Miller y Cohen

En 2001, Earl Miller y Jonathan Cohen publicaron su artículo «Una teoría integradora de la función de la corteza prefrontal», en el que argumentan 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 están comprometidas con elementos del entorno externo relevantes para la tarea o la meta.

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 objetivos y los medios para alcanzarlos. Proporcionan señales de sesgo en gran parte del resto del cerebro, que afectan no solo a los procesos visuales sino también a otras modalidades sensoriales, así como a los sistemas responsables de la ejecución de respuestas, la recuperación de la memoria, 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. 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 puesto un abrigo rojo. Puede reducir selectivamente el foco de su atención para buscar objetos rojos, con la esperanza de identificar a su amigo. Desimone y Duncan argumentan que el cerebro logra esto al aumentar selectivamente la ganancia de neuronas que responden al color rojo, de modo que es más probable que la salida de estas neuronas llegue a un nivel posterior.etapa de procesamiento y, en consecuencia, para guiar el comportamiento.

Según Miller y Cohen, este mecanismo de atención selectiva es, de hecho, solo un caso especial de control cognitivo, en el que el sesgo se produce en el dominio sensorial. Según el modelo de Miller y Cohen, el PFC puede ejercer control sobre las neuronas de entrada (sensoriales) o de salida (respuesta), así como sobre los ensamblajes involucrados en la memoria o la emoción.

El control cognitivo está mediado por la conectividad recíproca de la CPF con las cortezas motora y sensorial y con el sistema límbico.. Dentro de su enfoque, por lo tanto, el término «control cognitivo» se aplica a cualquier situación en la que se utiliza una señal de sesgo para promover una respuesta adecuada a la tarea y, por lo tanto, el control se convierte en un componente crucial de una amplia gama de construcciones psicológicas como la atención selectiva, error monitoreo, toma de decisiones, inhibición de la memoria e inhibición de la respuesta.

Modelo de Miyake y Friedman

La teoría de las funciones ejecutivas de Miyake y Friedman propone que hay tres aspectos de las funciones ejecutivas: actualización, inhibición y cambio. 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 EF) 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. Primero, la actualización se define como el monitoreo continuo y la rápida adición o eliminación de contenidos dentro de la memoria de trabajo de uno. En segundo lugar, la inhibición es la capacidad de uno para reemplazar las respuestas que son predominantes 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 cuerpo actual de investigación sobre funciones ejecutivas sugiere cuatro conclusiones generales sobre estas habilidades. La primera conclusión son los aspectos de unidad y diversidad de las funciones ejecutivas. En segundo lugar, estudios recientes sugieren que gran parte de las habilidades EF de uno se heredan genéticamente, como se demostró en estudios de gemelos.

En tercer lugar, las medidas limpias de las funciones ejecutivas pueden diferenciar entre conductas normales y clínicas o reguladoras, como el TDAH. Por último, los estudios longitudinales demuestran que las habilidades de EF son relativamente estables a lo largo del desarrollo.

Modelo de «cascada de control» de Banich

Este modelo de 2009 integra teorías de otros modelos e involucra una cascada secuencial de regiones cerebrales involucradas en mantener 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 posterior y anterior (ACC).

La tarea cognitiva utilizada en el artículo es seleccionar una respuesta en la tarea de Stroop, entre respuestas conflictivas de colores y palabras, específicamente un estímulo donde la palabra «verde» está impresa en tinta roja. La 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 las involucradas en la comprensión de palabras. Contrarresta sesgos e información irrelevante, como el hecho de que la percepción semántica de la palabra es más importante para la mayoría de las personas que el color en el que está impresa.

A continuación, el mid-DLPFC selecciona la representación que cumplirá el objetivo. La información relevante para la tarea debe estar separada 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.

La corteza cingulada anterior dorsal posterior (CCA) es la siguiente en la cascada y es responsable de la selección de la respuesta. Aquí es donde se toma la decisión de si el participante de la tarea de 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 está involucrado en la evaluación de la respuesta, decidiendo si la respuesta de uno 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 le precedieron. Si el DLPFC impone mucho control sobre la respuesta, el ACC requerirá menos actividad.

El trabajo reciente que utiliza las diferencias individuales en el estilo cognitivo ha mostrado un apoyo emocionante para este modelo. Los investigadores hicieron que los participantes completaran una versión auditiva de la tarea de Stroop, en la que se debía prestar atención a la ubicación o al significado semántico de una palabra direccional.

Los participantes que tenían un fuerte sesgo hacia la información espacial o semántica (diferentes estilos cognitivos) fueron luego reclutados 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 para los participantes que tenían un fuerte sesgo hacia la información verbal cuando intentaban prestar atención a la información espacial.

Evaluación

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 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.

Hay varios tipos diferentes de instrumentos (p. ej., basados en el desempeño, autoinforme) que miden las funciones ejecutivas a lo largo del desarrollo. Estas evaluaciones pueden tener un propósito de diagnóstico para un número de poblaciones clínicas.

Evaluación conductual del síndrome disejecutivo (BADS)

Inventario de Calificación de Comportamiento de la Función Ejecutiva (BRIEF). Edades 2-90 cubiertas por diferentes versiones de la escala.

Déficit de Barkley en escalas de funcionamiento ejecutivo (BDEFS)

Escala de descontrol conductual (BDS)

Inventario Integral de Funciones Ejecutivas (CEFI)

Pantalla dentada

Tarea de rendimiento continuo (CPT)

Prueba de asociación de palabras orales controladas (COWAT)

D2 Test de Atención

Sistema de funciones ejecutivas Delis-Kaplan (D-KEFS)

Prueba de Vigilancia de Dígitos

Prueba de fluidez figurativa

Prueba de categoría de Halstead

Pruebas de Hayling y Brixton

Tarea de juego de Iowa

Evaluación Jansari de funciones ejecutivas (JEF)

Evaluación neurocognitiva de Kaplan Baycrest (KBNA)

Evaluación neuropsicológica breve de Kaufman

Prueba de adición en serie auditiva estimulada (PASAT)

Detección de diagnóstico de trastornos de la atención pediátrica (PADDS)

Figura del complejo Rey-Osterrieth

Prueba de fluidez figurativa de Ruff

Tarea de estropajo

Tareas de Control Ejecutivo

Test de Variables de Atención (TOVA)

Prueba de la Torre de Londres

Prueba de creación de senderos (TMT) o senderos A y B

Prueba de clasificación de tarjetas de Wisconsin (WCST)

Prueba de modalidades de dígitos de símbolos

Evidencia experimental

El sistema ejecutivo ha sido tradicionalmente bastante difícil de definir, principalmente debido a lo que el psicólogo Paul W. Burgess llama falta de «correspondencia proceso-conducta». Es decir, no existe un solo comportamiento que pueda vincularse en sí mismo con la función ejecutiva o, de hecho, con la disfunción ejecutiva.

Por ejemplo, es bastante obvio lo que los pacientes con problemas de lectura no pueden hacer, pero no es tan obvio qué podrían ser incapaces exactamente los pacientes con problemas ejecutivos.

Esto se debe en gran medida a la naturaleza del propio sistema ejecutivo. Se ocupa principalmente de la coordinación dinámica y «en línea» de los recursos cognitivos y, por lo tanto, su efecto solo puede observarse midiendo otros procesos cognitivos. De manera similar, no siempre se involucra completamente fuera de las situaciones del mundo real.

Como ha informado el neurólogo Antonio Damasio, un paciente con graves problemas ejecutivos cotidianos aún puede pasar pruebas de función ejecutiva con lápiz y papel o pruebas de laboratorio.

Las teorías del sistema ejecutivo fueron impulsadas en gran medida por las observaciones de pacientes que sufrieron daños en el lóbulo frontal. Exhibían acciones y estrategias desorganizadas para las tareas cotidianas (un grupo de comportamientos que ahora se conocen como síndrome disejecutivo ), aunque parecían funcionar normalmente cuando se usaban 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 general que coordine otros recursos cognitivos.

Gran parte de la evidencia experimental de las estructuras neuronales involucradas 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 sujetos humanos que nombren el color en el que se imprimen las palabras de color 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 sobreaprendido (lectura de palabras) debe inhibirse en favor de una tarea menos practicada: nombrar el color de la tinta. Recientes estudios de neuroimagen funcional han demostrado que dos partes de la PFC, la corteza cingulada anterior (CCA) y laSe cree que la corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC) es particularmente importante para realizar esta tarea.

Sensibilidad al contexto de las neuronas PFC

Otra evidencia de la participación de la PFC en las funciones ejecutivas proviene de estudios de electrofisiología de una sola célula en primates no humanos, como el mono macaco, que han demostrado que (en contraste con las células en el cerebro posterior) muchas neuronas de la 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 hacia la izquierda de los ojos y la cabeza, 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 los Estados Unidos, donde los automóviles circulan por el lado derecho de la carretera, un estadounidense aprende a mirar a la izquierda al cruzar la calle. Sin embargo, si ese estadounidense visita un país donde los coches circulan por la izquierda, como Reino Unido, entonces se le exigiría un comportamiento contrario (mirar hacia la derecha ).

En este caso, la respuesta automática debe suprimirse (o aumentarse) y las funciones ejecutivas deben hacer que el estadounidense mire hacia la derecha mientras se encuentra en el Reino Unido.

Desde el punto de vista neurológico, este repertorio de comportamiento requiere claramente 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 mirar a la derecha). La evidencia actual sugiere que las neuronas en el PFC parecen representar precisamente este tipo de información.

Otra evidencia de la electrofisiología unicelular en monos implica a la PFC ventrolateral (convexidad prefrontal inferior) en el control de las respuestas motoras. Por ejemplo, las células que aumentan su tasa de disparo a señales NoGo, así como una señal que dice «¡no mires allí!» han sido identificados.

Sesgo atencional en regiones sensoriales

Se han utilizado estudios de electrofisiología y de neuroimagen funcional en seres humanos para describir los mecanismos neurales que subyacen a la tendencia 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 cerebrales eléctricas registradas en la corteza visual izquierda y derecha aumentan cuando se le indica al sujeto que preste atención al lado apropiado (contralateral) del espacio.

El advenimiento de las técnicas de neuroimagen basadas en el flujo sanguíneo, como la resonancia magnética funcional (fMRI) y la tomografía por emisión de positrones (PET), ha permitido demostrar más recientemente que la actividad neuronal en una serie de regiones sensoriales, incluidos el color, el movimiento y la cara.

Regiones receptivas de la corteza visual, se realza cuando a los sujetos se les indica que presten atención a esa dimensión de un estímulo, lo que sugiere que están ganando control en la neocorteza sensorial. Por ejemplo, en un estudio típico, Liu y colaboradoressujetos presentados con conjuntos de puntos que se mueven hacia la izquierda o hacia la derecha, presentados en rojo o verde.

Precediendo a cada estímulo, una señal de instrucción indicaba si los sujetos debían responder sobre la base 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 resonancia magnética funcional en las regiones sensibles al color (V) mejoró cuando se instruyó a los sujetos para que prestaran atención al color, y la actividad en las regiones sensibles al movimiento aumentó cuando se indicó a los sujetos que prestaran atención.

La dirección del movimiento. Varios estudios también han informado 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.

Conectividad entre el PFC y las regiones sensoriales

A pesar de la creciente vigencia del modelo de «sesgo» de las funciones ejecutivas, la evidencia directa de la conectividad funcional entre la PFC y las regiones sensoriales cuando se utilizan las funciones ejecutivas es, hasta la fecha, bastante escasa. De hecho, la única evidencia directa proviene de estudios en los que se daña una porción de la corteza frontal y se observa un efecto correspondiente lejos del sitio de la lesión, en las respuestas de las neuronas sensoriales.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 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,pero se requiere 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 IRMf sobre el flujo del procesamiento de la información durante el razonamiento visuoespacial ha proporcionado evidencia de asociaciones causales (inferidas del orden temporal de actividad) entre la actividad relacionada con los sentidos en las cortezas occipital y parietal y la actividad en las regiones posterior y posterior.

CPF anterior. Tales enfoques pueden dilucidar aún más la distribución del procesamiento entre las funciones ejecutivas en PFC y el resto del cerebro.

Bilingüismo y funciones ejecutivas

Un creciente cuerpo de investigación demuestra que los bilingües pueden mostrar ventajas en las funciones ejecutivas, específicamente en el control inhibitorio y el cambio de tareas. 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, niños, y los ancianos bilingües muestran una ventaja bilingüe en lo que respecta al funcionamiento ejecutivo. La ventaja no parece manifestarse en adultos más jóvenes. Los bilingües bimodales, o personas que hablan una lengua oral y una lengua de señas, no demuestran esta ventaja bilingüe en tareas de funcionamiento ejecutivo.Esto puede deberse a que no se requiere que uno inhiba activamente un idioma para poder hablar el otro.

Las personas bilingües también parecen tener una ventaja en un área conocida como procesamiento de conflictos, que ocurre cuando hay múltiples representaciones de una respuesta en particular (por ejemplo, una palabra en un idioma y su traducción en el otro idioma del individuo). Específicamente, se ha demostrado que la corteza prefrontal lateral está involucrada en el procesamiento de conflictos.

Sin embargo, aún quedan algunas dudas. En una revisión metaanalítica, los investigadores concluyeron que el bilingüismo no mejoraba el funcionamiento ejecutivo en adultos.

En enfermedad o trastorno

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.

La U invertida representa una función ejecutiva disminuida con una excitación excesiva (o una mayor liberación de catecolaminas durante el estrés) y una función ejecutiva disminuida con una excitación insuficiente. El polimorfismo de baja actividad de la catecol-O-metiltransferasase asocia con un ligero aumento en el rendimiento de las tareas de funciones ejecutivas en personas sanas.

Las funciones ejecutivas se ven afectadas en múltiples trastornos, incluidos el trastorno de ansiedad, el trastorno depresivo mayor, el trastorno bipolar, el trastorno por déficit de atención con hiperactividad, la esquizofrenia y el autismo. Las lesiones en la corteza prefrontal, como en el caso de Phineas Gage, también pueden resultar en 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.

Direcciones futuras

Se han descrito otras pruebas importantes de los procesos de funciones ejecutivas en la corteza prefrontal. Un artículo de revisión ampliamente citado enfatiza el papel de la parte medial de la PFC en situaciones en las que es probable que se involucren funciones ejecutivas, por ejemplo, donde es importante detectar errores, identificar situaciones en las que pueden surgir conflictos de estímulo, tomar decisiones.

Bajo incertidumbre, o cuando se detecta una probabilidad reducida de obtener resultados de desempeño favorables. Esta revisión, como muchas otras, destaca las interacciones entre la PFC medial y lateral., mediante el cual la corteza frontal medial posterior señala la necesidad de aumentar las funciones ejecutivas y envía esta señal a las 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 en el PFC lateral tenían ERN reducidos (un signo putativo de monitoreo dorsomedial/retroalimentación de error), lo que sugiere que, si cualquier cosa, que la dirección de flujo del control podría ser en la dirección inversa.

Otra teoría prominente 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 premotoraguía el comportamiento de acuerdo con el contexto pasado, el contexto presente y las asociaciones sensoriomotoras actuales, respectivamente.

Los avances en las técnicas de neuroimagen han permitido estudios de vínculos genéticos con funciones ejecutivas, con el objetivo de utilizar las técnicas de imagen como endofenotipos potenciales para descubrir las causas genéticas de la función ejecutiva.

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