Prefrontaalinen aivokuori

Prefrontaalinen aivokuori ( lat.  Cortex praefrontalis ) on aivokuoren osa , joka on otsalohkojen etuosa ja sisältää 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 24, 25, 32, 44, 45, 46 ja 47 kentät Brodmanin mukaan [1] .

Monet kirjoittajat ovat osoittaneet yhteyden ihmisen elämänhalun, persoonallisuuden ja etuotsakuoren toimintojen välillä [2] . Tämä aivojen alue on mukana monimutkaisen kognitiivisen käyttäytymisen suunnittelussa, persoonallisuuden ilmaisussa, päätöksenteossa ja sosiaalisen käyttäytymisen säätelyssä [3] . Tämän aivojen alueen päätarkoitus on ajatusten ja toimien koordinointi sisäisten tavoitteiden mukaisesti [4] .

Tyypillinen psykologinen termi prefrontaalisen aivokuoren toiminnoille on toimeenpanotoiminto [5] . Toimeenpanotoiminto liittyy kykyyn tunnistaa ristiriitaisia ​​ajatuksia, ennustaa nykyisten tekojen (hyvä ja huono, hyvä ja vielä parempi, sama ja erilainen) seurauksia, toimia tiettyä päämäärää kohti, ennustaa tuloksia, toimintaan perustuvia odotuksia, ja sosiaalinen "hallinta" (kyky tukahduttaa uskomukset, jotka voivat johtaa sosiaalisesti ei-hyväksyttäviin tuloksiin).

Frontaalinen aivokuori tukee tiettyjen sääntöjen oppimista. Enemmän etualueita pitkin etukuoren rostro-kaudaalista akselia tukevat yleisempien sääntöjen oppimista korkeammilla abstraktiotasoilla [6] .

Määritelmä

Prefrontaaliselle aivokuorelle on kolme mahdollista määritelmää :

• Rakeinen etukuori (eli se, jossa kerrosten II ja IV neuronit hallitsevat - ulompi ja sisempi rakeinen kerros - aivokuori)
• Talamuksen mediodorsaalisten ytimien projektioalue
• Osa otsalohkoista, joiden sähköstimulaatio ei aiheuta motorisia toimia.

Ensimmäisen määritelmän heikkous on, että se toimii vain kädellisille , koska ei-kädellisillä ei ole rakeista aivokuorta IV; eli vaikka se soveltuu ihmiseen, se ei ole universaali [7] .

Toisen määritelmän heikkous paljastui myöhemmissä tutkimuksissa: kävi ilmi, että talamuksen mediodorsaaliset ytimet eivät anna projektioita vain rakeiseen etukuoreen [8] . Siten määritelmää on mukautettu ja se voidaan lukea seuraavasti: "Etuotsakuori on aivokuoren alue, jolla on vahvemmat vastavuoroiset yhteydet talamuksen mediodorsaalisten ytimien kanssa kuin minkään muun talamuksen ytimien kanssa."

Kolmannella määritelmällä on myös omat vaikeutensa: otsalohkojen alueet, jotka eivät reagoi sähköiseen stimulaatioon havaitulla motorisella aktiivisuudella, sisältävät sekä rakeisen että agranulaarisen aivokuoren [7] .

Koostumus

Alla olevassa taulukossa on esitetty erilaisia ​​tapoja jakaa prefrontaalinen aivokuori vyöhykkeisiin Brodmannin alueiden perusteella [1] .

Mediaalinen prefrontaalinen aivokuori (mPFC) koostuu rakeista aivokuoren alueista (kenttien 9 ja 10 mediaaliset osat ) ja agranulaarisista alueista (kentät 24 , 25 ja 32 ), jotka kattavat anteriorisen singulaarisen gyrusen (kenttä 24), infralimbisen aivokuoren (kenttä 25) ja prelimbinen aivokuori (kenttä 32) [1] .

• Orbitofrontaalinen aivokuori koostuu aivokuoren rakeisista alueista (kenttä 11 ) ja sekarakeista ja agranulaarisista alueista (kentät 13 ja 14 ) [1] .
• Ventrolateraalinen prefrontaalinen aivokuori koostuu alueista 12 , 44 , 45 ja 47 [1] .
• Dorsolateraalinen prefrontaalinen aivokuori koostuu alueen 9 lateraalisesta osasta ja koko alueesta 46 [1] .
• Kaudaalinen prefrontaalinen aivokuori koostuu kentästä 8 , mukaan lukien frontaaliset silmäkentät [1] .

Yhteydet ja vuorovaikutukset

Prefrontaalinen aivokuori on voimakkaasti vastavuoroisesti yhteydessä useimpiin aivorakenteisiin, mukaan lukien erityisen vahvat yhteydet muihin aivokuoren, subkortikaalisiin ja varren muodostelmiin [9] . Dorsaalinen prefrontaalinen aivokuori on eniten yhteydessä aivojen niiden alueiden kanssa, jotka ovat vastuussa huomiosta , kognitiosta ja motorisista taidoista [10] , kun taas ventraalinen prefrontaalinen aivokuori on yhteydessä tunteista vastaaviin aivoalueisiin [11] . Prefrontaalisella aivokuorella on myös vastavuoroiset yhteydet varren aktivoivaan järjestelmään, ja prefrontaalisten alueiden toiminta on erittäin riippuvainen aktivaation / inhibition tasapainosta, mikä A. R. Lurian kolmen toiminnallisen lohkon käsitteen mukaisesti heijastaa vuorovaikutus ensimmäisen energialohkon ja kolmannen lohkon ohjelmoinnin, henkisen toiminnan säätelyn ja ohjauksen - aivojen lohkojen välillä [12] .

Mediaalinen prefrontaalinen aivokuori osallistuu hitaan unen kolmannen ja neljännen vaiheen synnyttämiseen (nämä vaiheet on ryhmitelty nimellä "syvä uni"), ja sen surkastuminen liittyy syvän unen suhteellisen osuuden vähenemiseen. kokonaisuniaikaan [13] , mikä johtaa näin ollen muistin konsolidaation heikkenemiseen [13] .

Prefrontaalisen aivokuoren surkastumista tapahtuu luonnollisesti ikääntymisen myötä, ja vanhemmilla aikuisilla on osoitettu kokevan muistiongelmia, jotka ovat yhdenmukaisia ​​heidän mediaalisen esiotsakuoren hajoamisen kanssa [13] . Vanhuksilla muistot sen sijaan, että ne välittyisivät ja tallentuvat neokorteksiin, alkavat jäädä hippokampukseen, jossa ne koodattiin, mistä on osoituksena lisääntynyt hippokampuksen aktivaatio verrattuna nuoriin aikuisiin tiedonhakutehtävien aikana, kun koehenkilöt muistivat sanayhdistelmiä, nukkuivat ja sitten piti toistaa opitut sanat [13] .

Toiminnot

Prefrontaalisen aivokuoren perustoiminto on henkisen ja motorisen toiminnan monimutkainen hallinta sisäisten tavoitteiden ja suunnitelmien mukaisesti [14] .

Sillä on tärkeä rooli monimutkaisten kognitiivisten suunnitelmien ja toimintasuunnitelmien luomisessa, päätöksenteossa, sisäisen toiminnan sekä sosiaalisen käyttäytymisen ja vuorovaikutuksen ohjauksessa ja säätelyssä [15] .

Prefrontaalisen aivokuoren ohjaustoiminnot ilmenevät ristiriitaisten ajatusten ja motiivien eriyttämisessä ja niiden välisessä valinnassa, esineiden ja käsitteiden eriyttämisessä ja integroimisessa, todellisen toiminnan seurausten ennustamisessa ja sen säätämisessä halutun tuloksen mukaisesti, tunnesäätelyssä , tahdonvoimainen ohjaus, huomion keskittyminen välttämättömiin esineisiin [16] .

Prefrontaalinen aivokuori - sen dorsolateraalinen osa - on myös lyhytaikaisen muistin substraatti : Jacobsen vuonna 1936 osoitti, että prefrontaalisen aivokuoren vauriot kädellisillä johtaa lyhytaikaisen muistin puutteeseen [17] ; vuonna 1952 Karl Pribram tunnisti tästä puutteesta vastuussa olevan prefrontaalisen aivokuoren alueen Brodmannin alueeksi 46, joka tunnetaan myös nimellä dorsolateraalinen prefrontaalinen aivokuori [18] ; Lisäksi vuonna 1993 Goldman-Rakic ​​ja kollegat suorittivat kokeen, jossa dorsolateraalisen prefrontaalisen aivokuoren alueiden tilapäinen inaktivointi aiheutti lyhytaikaiseen muistiin tallennettujen muistojen menettämisen [19] .

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Elisabeth Murray, Steven Wise, Kim Graham. Luku 1: Muistijärjestelmien historia // Muistijärjestelmien evoluutio: esi-isät, anatomia ja  mukautukset . – 1. - Oxford University Press , 2016. - S. 22-24. — ISBN 9780191509957 .
2. ↑ DeYoung CG, Hirsh JB, Shane MS, Papademetris X., Rajeevan N., Gray JR Testaa ennusteita persoonallisuuden neurotieteestä. Aivojen rakenne ja iso viisi  (englanniksi)  // Psychological Science  : Journal. - 2010. - Kesäkuu ( osa 21 , nro 6 ) - s. 820-828 . - doi : 10.1177/0956797610370159 . — PMID 20435951 .
3. ↑ Yang Y., Raine A. Prefrontaaliset rakenteelliset ja toiminnalliset aivojen kuvantamislöydöt antisosiaalisilla, väkivaltaisilla ja psykopaattisilla yksilöillä: meta-analyysi   // Psychiatry Research : päiväkirja. - 2009. - marraskuu ( osa 174 , nro 2 ) - s. 81-8 . - doi : 10.1016/j.pscychresns.2009.03.012 . — PMID 19833485 .
4. ↑ Miller EK, Freedman DJ, Wallis JD Prefrontaalinen aivokuori: kategoriat, käsitteet ja kognitio  // Lontoon kuninkaallisen seuran filosofiset tapahtumat  . Sarja B, Biological Sciences  : aikakauslehti. - 2002. - elokuu ( nide 357 , nro 1424 ). - s. 1123-1136 . - doi : 10.1098/rstb.2002.1099 . — PMID 12217179 .
5. ↑ L. Ginsberg. Neurologia yleislääkäreille . - M. : Binom, 2019. - S. 30. - 371 s. Arkistoitu 21. tammikuuta 2022 Wayback Machinessa
6. ↑ Badre D., Kayser AS, D'Esposito M. Frontal cortex ja abstraktien toimintasääntöjen  löytäminen //  Neuron : päiväkirja. - Cell Press , 2010. - Huhtikuu ( osa 66 , nro 2 ). - s. 315-326 . - doi : 10.1016/j.neuron.2010.03.025 . — PMID 20435006 .
7. ↑ 1 2 Uylings HB, Groenewegen HJ, Kolb B. Onko rotilla prefrontaalinen aivokuori?  // Behavioral Brain Research 146 (1-2). - 2003. - S. 3-17 . Arkistoitu alkuperäisestä 4. huhtikuuta 2017.
8. ↑ Markowitsch HJ; Pritzel, M. Prefrontaalinen aivokuori: talamuksen mediodorsaalisen ytimen projektioalue?  // Fysiologinen psykologia 7(1). - 1979. - S. 1-6 . Arkistoitu alkuperäisestä 3. toukokuuta 2017.
9. ↑ Alvarez JA, Emory E. Toimeenpaneva toiminta ja otsalohkot: meta-analyyttinen katsaus  // Neuropsychology Review 16(1). - 2006. - S. 17-42 . Arkistoitu alkuperäisestä 28. maaliskuuta 2017.
10. ↑ Goldman-Rakic ​​​​PS. Kognition topografia: rinnakkaiset hajautetut verkot kädellisten assosiaatiokuoressa  // Annual Review of Neuroscience 11. - 1988. - S. 137-156 . Arkistoitu alkuperäisestä 6. toukokuuta 2016.
11. ↑ Hinta JL. Prefrontaaliset aivokuoren verkostot, jotka liittyvät sisäelinten toimintaan ja mielialaan  // Annals of the New York Academy of Sciences 877. - 1999. - S. 383-396 . Arkistoitu alkuperäisestä 27. syyskuuta 2015.
12. ↑ Luria A. R. Neuropsykologian perusteet. - 6. painos - Academia, 2008. - 384 s. - ISBN 978-5-7695-4915-1 .
13. ↑ 1 2 3 4 Mander BA, Rao V, Lu B et al. Prefrontaalinen atrofia, häiriintyneet NREM-hitaat aallot ja heikentynyt hippokampuksesta riippuvainen muisti ikääntymisessä  // Nature Neuroscience 16 (3). - 2013. - S. 357-364 . Arkistoitu alkuperäisestä 26. lokakuuta 2013.
14. ↑ Miller EK, Freedman DJ, Wallis JD. Prefrontaalinen aivokuori: luokat, käsitteet ja kognitio  // Lontoon kuninkaallisen seuran filosofiset tapahtumat. Sarja B, Biological Sciences 357 (1424). - 2002. - S. 1123-1136 . Arkistoitu alkuperäisestä 5. maaliskuuta 2016.
15. ↑ Yang Y, Raine A. Prefrontaaliset rakenteelliset ja toiminnalliset aivojen kuvantamislöydöt epäsosiaalisilla, väkivaltaisilla ja psykopaattisilla yksilöillä: meta-analyysi // Psychiatry Research 174 (2). - 2009. - S. 81-88 .
16. ↑ Goldman-Rakic ​​​​PS. Esirintamamaisema: toiminnallisen arkkitehtuurin vaikutukset ihmisen mentaliteetin ja keskeisen toimeenpanon ymmärtämiseen  // Lontoon kuninkaallisen seuran filosofiset tapahtumat. Sarja B, Biological Sciences 351 (1346). - 1996. - S. 1445-1453 . Arkistoitu alkuperäisestä 12. toukokuuta 2016.
17. ↑ Jacobsen CF Kädellisten aivotoiminnan tutkimukset. I. Frontaalisten assosiaatioalueiden toiminnot apinoilla // Comp Psychol Monogr 13. - 1936. - P. 3-60 .
18. ↑ Pribram, KH; Mishkin, M.; Rosvold, H.E.; Kaplan, SJ Vaikutukset viivästyneeseen vasteeseen paviaanien dorsolateraalisen ja ventromediaalisen etukuoren vaurioiden viivästyneeseen vasteeseen  // Vertailevan ja psykologisen psykologian lehti 45 (6). - 1952. - S. 565-575 .
19. ↑ Funahashi, S.; Bruce, CJ; Goldman-Rakic, PS Dorsolateraaliset prefrontaalileesiot ja okulomotoristen viivästyneiden vasteiden suorituskyky: todisteita muistomerkkien "skotomaista"  // The Journal of neuroscience: Society for Neurosciencen virallinen lehti 13 (4). - 1993. - S. 1479-1497 . Arkistoitu alkuperäisestä 4. huhtikuuta 2015.