Płat czołowy - Frontal lobe

Płat czołowy
Główne szczeliny i płaty mózgu oglądane z boku. (Płat czołowy jest pokazany na niebiesko.)
Szary729.png
Detale
Część Mózg
Tętnica Przednia część mózgowa
Środkowa część mózgowa
Identyfikatory
łacina lobus frontalis
Akronim(y) FL
Siatka D005625
NeuroNazwy 56
Identyfikator NeuroLex birnlex_928
TA98 A14.1.09.110
TA2 5445
FMA 61824
Anatomiczne terminy neuroanatomii

Przedni płat jest największym z czterech głównych płatów mózgu w ssaków , i znajduje się z przodu każdej półkuli mózgu (przed okładzinowych płat i płat skroniowy ). Od płata ciemieniowego jest oddzielony rowkiem między tkankami zwanym bruzdą środkową, a od płata skroniowego głębszym rowkiem zwanym bruzdą boczną (szczelina Sylwiusza). Najbardziej przednia zaokrąglona część płata czołowego (choć nie jest dobrze zdefiniowana) jest znana jako biegun czołowy, jeden z trzech biegunów mózgu .

Płat czołowy pokryty jest korą czołową . Kora czołowa obejmuje korę przedruchową , a pierwotną korę ruchową – części kory ruchowej . Przednia część kory czołowej pokryta jest korą przedczołową .

W płacie czołowym znajdują się cztery główne gyri . Precentral zębatym bezpośrednio przednia część środkowej bruzdy , biegnącą równolegle do niego, zawiera podstawową kory ruchowej, który kontroluje wykonywanie ruchów poszczególnych części ciała. Trzy poziomo ułożonych podsekcje czołowych zakrętusuperior frontalne zakręt , tym środkowy przedni zakręt , i gorsze frontalne zakręt . Niższą czołowa zębaty jest podzielony na trzy części - części orbitalnej The trójkątnego i opercular części .

Płat czołowy zawiera większość neuronów dopaminy w korze mózgowej . Te szlaki dopaminergiczne są związane z wynagrodzeniem , uwagi , krótkoterminowych pamięci zadań, planowania i motywacji . Dopamina ma tendencję do ograniczania i selekcjonowania informacji sensorycznych docierających ze wzgórza do przodomózgowia .

Struktura

Płat czołowy (czerwony) lewej półkuli mózgu.

Płat czołowy jest największym płatem mózgu i stanowi około jednej trzeciej powierzchni każdej półkuli. Na bocznej powierzchni każdej półkuli bruzda środkowa oddziela płat czołowy od płata ciemieniowego. Bruździe boczne oddziela płat czołowy z płata skroniowego .

Płat czołowy może być podzielony na boczną , polarnym orbitalne (powyżej orbity ; zwanej także podstawowy i brzusznej ) i środkowej części. Każda z tych części składa się z określonego zakrętu :

Zakręty są oddzielone sulci . Np. zakręt przedśrodkowy znajduje się przed bruzdą środkową i za bruzdą przedśrodkową . Górny i środkowy zakręt czołowy są przedzielone bruzdą czołową górną . Środkowy i dolny zakręt czołowy są oddzielone dolną bruzdą czołową .

U ludzi płat czołowy osiąga pełną dojrzałość około późnych lat 20., co oznacza dojrzałość poznawczą związaną z dorosłością. Niewielka atrofia jest jednak normalna w płacie czołowym osoby starzejącej się. Fjell w 2009 roku badał atrofię mózgu u osób w wieku 60-91 lat. 142 zdrowych uczestników zostało zeskanowanych za pomocą MRI . Ich wyniki porównano z wynikami 122 uczestników z chorobą Alzheimera . Follow-up rok później pokazał tam były oznakowane objętościowy spadek u osób z chorobą Alzheimera i znacznie mniejszego spadku (uśredniania 0,5%) w grupie osób zdrowych. Odkrycia te potwierdzają wyniki Coffeya, który w 1992 r. wskazał, że płat czołowy zmniejsza swoją objętość około 0,5–1% rocznie.

Funkcjonować

Całość kory czołowej można uznać za „korę działania”, podobnie jak korę tylną uważa się za „korę czuciową”. wyrażanie emocji U ludzi największa część kory czołowej, kora przedczołowa , jest odpowiedzialna za wewnętrzne, celowe działanie umysłowe, powszechnie nazywane rozumowaniem lub syntezą przedczołową .

Funkcja PFC obejmuje zdolność do przewidywania przyszłych konsekwencji wynikających z bieżących działań. Funkcje PFC obejmują również pomijanie i tłumienie społecznie nieakceptowanych reakcji, a także różnicowanie zadań.

PFC odgrywa również ważną rolę w integracji dłuższych, niezwiązanych z zadaniami wspomnień przechowywanych w mózgu. Są to często wspomnienia związane z emocjami pochodzącymi z układu limbicznego mózgu . Płat czołowy modyfikuje te emocje, na ogół dopasowując się do społecznie akceptowanych norm.

Testy psychologiczne, które mierzą funkcję płata czołowego obejmują stukanie palcami (ponieważ płat czołowy kontroluje dowolne ruchy), test sortowania kart z Wisconsin oraz pomiary języka , umiejętności liczenia i podejmowania decyzji, które są kontrolowane przez płat czołowy.

Znaczenie kliniczne

Szkoda

Uszkodzenie płata czołowego może wystąpić na wiele sposobów i skutkować wieloma różnymi konsekwencjami. Przejściowe ataki niedokrwienne (TIA), znane również jako mini udary i udary, są częstymi przyczynami uszkodzenia płata czołowego u osób starszych (65 lat i starszych). Te udary i mini udary mogą wystąpić z powodu zablokowania przepływu krwi do mózgu lub w wyniku pęknięcia tętniaka w tętnicy mózgowej . Inne sposoby, w jakie mogą wystąpić urazy, obejmują urazowe uszkodzenia mózgu po wypadkach, diagnozy, takie jak choroba Alzheimera lub choroba Parkinsona (które powodują objawy demencji ) oraz padaczka płata czołowego (która może wystąpić w każdym wieku). Bardzo często u osób z prenatalną ekspozycją na alkohol rozpoznaje się uszkodzenie płata czołowego .

Objawy

Typowe skutki uszkodzenia płata czołowego są zróżnicowane. Pacjenci, którzy doświadczyli urazu płata czołowego, mogą znać odpowiednią reakcję na sytuację, ale wykazują nieodpowiednie reakcje na te same sytuacje w „prawdziwym życiu”. Podobnie emocje, które są odczuwane, mogą nie być wyrażane twarzą lub głosem. Na przykład ktoś, kto czuje się szczęśliwy, nie uśmiechałby się, a głos byłby pozbawiony emocji. W podobny sposób dana osoba może również wykazywać nadmierne, nieuzasadnione okazywanie emocji. Depresja jest powszechna u pacjentów po udarze. Częsta jest również utrata lub spadek motywacji. Ktoś może nie chcieć wykonywać normalnych codziennych czynności i nie czuć się „na miarę”. Ci, którzy są blisko osoby, która doświadczyła szkody, mogą zauważyć zmiany w zachowaniu. Ta zmiana osobowości jest charakterystyczna dla uszkodzenia płata czołowego i została zilustrowana w przypadku Phineasa Gage'a . Płat czołowy jest tą samą częścią mózgu, która odpowiada za funkcje wykonawcze, takie jak planowanie przyszłości, osąd, umiejętności podejmowania decyzji, koncentracja uwagi i hamowanie. Funkcje te mogą drastycznie zmniejszyć się u osoby, której płat czołowy jest uszkodzony.

Konsekwencje, które są obserwowane rzadziej, są również zróżnicowane. Konfabulacja może być najczęściej wskazywanym „rzadziej powszechnym” efektem. W przypadku konfabulacji ktoś podaje nieprawdziwe informacje, zachowując przy tym przekonanie, że to prawda. U niewielkiej liczby pacjentów można zauważyć nietypową radość. Efekt ten obserwuje się głównie u pacjentów ze zmianami w prawej przedniej części mózgu.

Innym rzadkim efektem jest paramnezja reduplikacyjna , w której pacjenci wierzą, że miejsce, w którym obecnie przebywają, jest repliką miejsca znajdującego się gdzie indziej. Podobnie ci, którzy doświadczają zespołu Capgrasa po uszkodzeniu płata czołowego, uważają, że identyczny „zamiennik” przybrał tożsamość bliskiego przyjaciela, krewnego lub innej osoby i podszywa się pod tę osobę. Ten ostatni efekt obserwuje się głównie u pacjentów ze schizofrenią, którzy mają również zaburzenia neurologiczne w płacie czołowym.

Uszkodzenie DNA

W korze czołowej człowieka zestaw genów ulega zmniejszonej ekspresji po 40 roku życia, a zwłaszcza po 70 roku życia. Zestaw ten obejmuje geny, które pełnią kluczowe funkcje w plastyczności synaptycznej, ważnej w uczeniu się i zapamiętywaniu, transporcie pęcherzykowym i funkcji mitochondriów . Podczas starzenia , uszkodzenie DNA jest znacznie zwiększone w promotorów genów wykazujących zmniejszoną ekspresję w korze czołowej. W hodowanych ludzkich neuronach promotory te są selektywnie uszkadzane przez stres oksydacyjny.

U osób z zaburzeniami neuropoznawczymi związanymi z HIV gromadzą się uszkodzenia jądrowego i mitochondrialnego DNA w korze czołowej.

Genetyczny

Raport z National Institute of Mental Health mówi, że wariant genu (COMT), który zmniejsza aktywność dopaminy w korze przedczołowej, jest związany z gorszą wydajnością i nieefektywnym funkcjonowaniem tego obszaru mózgu podczas pamięci roboczej, wykonywania zadań oraz z nieznacznie zwiększonym ryzykiem schizofrenia .

Historia

Psychochirurgia

Na początku XX wieku leczenie chorób psychicznych , opracowane po raz pierwszy przez portugalskiego neurologa Egasa Moniza , polegało na uszkodzeniu ścieżek łączących płat czołowy z układem limbicznym . Czołowego lobotomia (czasami nazywane także czołowy leukotomii) skutecznie zmniejsza się cierpienie, ale kosztem często stępienie badanej osoby emocji, woli i osobowości . Masowe stosowanie tej procedury psychochirurgicznej , w połączeniu z jej poważnymi skutkami ubocznymi i śmiertelnością od 7,4 do 17 procent, przyniosło jej złą reputację. Lobotomia czołowa w dużej mierze wymarła jako leczenie psychiatryczne. Wciąż stosowane są bardziej precyzyjne zabiegi psychochirurgiczne, choć rzadko. Mogą one obejmować przednią kapsulotomię (obustronne termiczne uszkodzenia kończyn przednich torebki wewnętrznej ) lub obustronną cingulotomię (obejmującą uszkodzenia przedniego zakrętu obręczy ) i mogą być stosowane w leczeniu nieuleczalnych w inny sposób zaburzeń obsesyjnych lub klinicznej depresji .

Teorie funkcji

Teorie funkcji płata czołowego można podzielić na cztery kategorie:

  • Teorie pojedynczego procesu, które proponują, że „uszkodzenie pojedynczego procesu lub systemu jest odpowiedzialne za szereg różnych objawów dysfunkcyjnych
  • Teorie wieloprocesowe, które proponują, że „układ wykonawczy płata czołowego składa się z wielu elementów, które zazwyczaj współpracują ze sobą w codziennych działaniach (niejednorodność funkcji)”
  • Teorie oparte na konstruktach, które proponują, że „większość, jeśli nie wszystkie funkcje czołowe, można wyjaśnić za pomocą jednej konstrukcji (jednorodności funkcji), takiej jak pamięć robocza lub zahamowanie”
  • Teorie pojedynczych objawów, które proponują, że określony objaw dysfunkcyjny (np. konfabulacja) jest powiązany z procesami i konstrukcją leżących u ich podstaw struktur.

Inne teorie obejmują:

  • Stuss (1999) proponuje zróżnicowanie na dwie kategorie w zależności od jednorodności i niejednorodności funkcji.
  • Menadżerskie jednostki wiedzy Grafmana (MKU) / ustrukturyzowane podejście kompleksu zdarzeń (SEC) (por. Wood & Grafman, 2003)
  • Integracyjna teoria funkcjonowania przedczołowego Millera i Cohena (np. Miller i Cohen, 2001)
  • Podejście Rolls bodziec-nagroda i przednie funkcje uwagi Stussa (Burgess i Simons, 2005; Burgess, 2003; Burke, 2007).

Można podkreślić, że opisane powyżej teorie różnią się pod względem skupienia się na pewnych procesach/systemach lub konstruktach-letach. Stuss (1999) zauważa, że ​​kwestia jednorodności (pojedynczy konstrukt) lub heterogeniczności (wiele procesów/systemów) funkcji „może stanowić raczej problem semantyki i/lub niepełnej analizy funkcjonalnej niż nierozwiązywalną dychotomię” (s. 348). Jednak dalsze badania pokażą, czy dostępna będzie zunifikowana teoria funkcji płata czołowego, która w pełni uwzględnia różnorodność funkcji.

Inne naczelne

Wielu naukowców uważało, że płat czołowy jest nieproporcjonalnie powiększony u ludzi w porównaniu z innymi naczelnymi. Uważano to za ważną cechę ewolucji człowieka i postrzegano jako główny powód, dla którego ludzkie poznanie różni się od poznania innych naczelnych. Jednak ten pogląd w odniesieniu do małp człekokształtnych został zakwestionowany przez badania neuroobrazowe . Korzystając z rezonansu magnetycznego do określenia objętości kory czołowej u ludzi, wszystkich istniejących gatunków małp człekokształtnych i kilku gatunków małp , odkryto, że ludzka kora czołowa nie była stosunkowo większa niż kora innych małp człekokształtnych, ale była stosunkowo większa niż czołowa. kora małp człekokształtnych i małp. Uważa się, że wyższe poznanie ludzi wiąże się z większym połączeniem zapewnianym przez drogi nerwowe , które nie wpływają na objętość korową. Jest to również widoczne w ścieżkach z sieci język łączący płaty czołowe i czasowych.

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

  • Donald T. Stuss i Robert T. Knight (red.), Principles of Frontal Lobe Function , wydanie drugie, Oxford University Press, Nowy Jork, 2013.

Zewnętrzne linki