Funções executivas - Executive functions

As funções executivas (coletivamente chamadas de função executiva e controle cognitivo ) são um conjunto de processos cognitivos necessários para o controle cognitivo do comportamento : selecionar e monitorar com sucesso os comportamentos que facilitam o alcance dos objetivos escolhidos. As funções executivas incluem processos cognitivos básicos, como controle da atenção , inibição cognitiva , controle inibitório , memória de trabalho e flexibilidade cognitiva . As funções executivas de ordem superior requerem o uso simultâneo de múltiplas funções executivas básicas e incluem planejamento e inteligência fluida (por exemplo, raciocínio e solução de problemas ).

As funções executivas se desenvolvem e mudam gradualmente ao longo da vida de um indivíduo e podem ser melhoradas a qualquer momento ao longo da vida de uma pessoa. Da mesma forma, esses processos cognitivos podem ser adversamente afetados por uma variedade de eventos que afetam um indivíduo. Ambos os testes neuropsicológicos (por exemplo, o teste de Stroop ) e escalas de avaliação (por exemplo, o Inventário de Avaliação de Comportamento das Funções Executivas ) são usados ​​para medir as funções executivas. Eles geralmente são realizados como parte de uma avaliação mais abrangente para diagnosticar distúrbios neurológicos e psiquiátricos.

O controle cognitivo e o controle de estímulos , associados ao condicionamento operante e clássico , representam processos opostos (interno x externo ou ambiental, respectivamente) que competem pelo controle dos comportamentos eliciados de um indivíduo; em particular, o controle inibitório é necessário para anular as respostas comportamentais impulsionadas pelo estímulo (controle do comportamento pelo estímulo). O córtex pré-frontal é necessário, mas não apenas suficiente para as funções executivas; por exemplo, o núcleo caudado e o núcleo subtalâmico também desempenham um papel na mediação do controle inibitório.

O controle cognitivo é prejudicado no vício , transtorno de déficit de atenção e hiperatividade , autismo e uma série de outros transtornos do sistema nervoso central . As respostas comportamentais impulsionadas por estímulos que estão associadas a um estímulo recompensador específico tendem a dominar o comportamento de alguém em um vício.

Neuroanatomia

Historicamente, as funções executivas foram vistas como reguladas pelas regiões pré-frontais dos lobos frontais, mas ainda é uma questão de debate se esse realmente for o caso. Embora os artigos sobre lesões do lobo pré-frontal comumente se refiram a distúrbios das funções executivas e vice-versa, uma revisão encontrou indicações para a sensibilidade, mas não para a especificidade das medidas da função executiva para o funcionamento do lobo frontal. Isso significa que as regiões frontais e não frontais do cérebro são necessárias para as funções executivas intactas. Provavelmente, os lobos frontais precisam participar de basicamente todas as funções executivas, mas não são a única estrutura cerebral envolvida.

Estudos de neuroimagem e lesão identificaram as funções que estão mais frequentemente associadas a regiões particulares do córtex pré-frontal e áreas associadas.

  • O córtex pré-frontal dorsolateral (DLPFC) está envolvido com o processamento "on-line" de informações, como a integração de diferentes dimensões da cognição e do comportamento. Como tal, descobriu-se que essa área está associada à fluência verbal e de design, capacidade de manter e definir turnos , planejamento, inibição de resposta, memória de trabalho, habilidades organizacionais, raciocínio, resolução de problemas e pensamento abstrato.
Vista lateral do cérebro, ilustrando o córtex pré-frontal dorsolateral e orbitofrontal
  • O córtex cingulado anterior (ACC) está envolvido em impulsos emocionais, experiência e integração. As funções cognitivas associadas incluem a inibição de respostas inadequadas, tomada de decisão e comportamentos motivados. Lesões nesta área podem levar a estados de baixo impulso, como apatia , abulia ou mutismo acinético, e também podem resultar em estados de baixo impulso para necessidades básicas como comida ou bebida e, possivelmente, diminuição do interesse em atividades sociais ou vocacionais e sexo.
  • O córtex orbitofrontal (OFC) desempenha um papel fundamental no controle do impulso, manutenção do conjunto, monitorando o comportamento contínuo e os comportamentos socialmente apropriados. O córtex orbitofrontal também desempenha papéis na representação do valor das recompensas com base em estímulos sensoriais e na avaliação de experiências emocionais subjetivas. As lesões podem causar desinibição, impulsividade, explosões agressivas, promiscuidade sexual e comportamento anti-social.

Além disso, em sua revisão, Alvarez e Emory afirmam que: "Os lobos frontais têm múltiplas conexões com locais corticais, subcorticais e do tronco cerebral. A base de funções cognitivas de 'nível superior', como inibição, flexibilidade de pensamento, resolução de problemas, planejamento , controle de impulso, formação de conceito, pensamento abstrato e criatividade muitas vezes surgem de formas de cognição e comportamento muito mais simples e de "nível inferior". Assim, o conceito de função executiva deve ser amplo o suficiente para incluir estruturas anatômicas que representam uma forma diversa e difusa parte do sistema nervoso central. "

O cerebelo também parece estar envolvido na mediação de certas funções executivas.

Papel hipotético

Acredita-se que o sistema executivo esteja fortemente envolvido no tratamento de novas situações fora do domínio de alguns de nossos processos psicológicos "automáticos" que podem ser explicados pela reprodução de esquemas aprendidos ou comportamentos estabelecidos. Os psicólogos Don Norman e Tim Shallice delinearam cinco tipos de situações em que a ativação de rotina do comportamento não seria suficiente para um desempenho ideal:

  1. Aqueles que envolvem planejamento ou tomada de decisão
  2. Aqueles que envolvem correção de erros ou solução de problemas
  3. Situações em que as respostas não são bem ensaiadas ou contêm novas sequências de ações
  4. Situações perigosas ou tecnicamente difíceis
  5. Situações que requerem a superação de uma forte resposta habitual ou resistência à tentação.

Uma resposta prepotente é uma resposta para a qual o reforço imediato (positivo ou negativo) está disponível ou foi previamente associado a essa resposta.

As funções executivas são freqüentemente invocadas quando é necessário substituir as respostas prepotentes que, de outra forma, poderiam ser eliciadas automaticamente por estímulos no ambiente externo. Por exemplo, ao ser presenteado com um estímulo potencialmente gratificante, como um saboroso pedaço de bolo de chocolate , uma pessoa pode ter a resposta automática para dar uma mordida. No entanto, quando esse comportamento entra em conflito com os planos internos (como ter decidido não comer bolo de chocolate durante uma dieta), as funções executivas podem ser ocupadas para inibir essa resposta.

Embora a supressão dessas respostas prepotentes seja normalmente considerada adaptativa, problemas para o desenvolvimento do indivíduo e da cultura surgem quando os sentimentos de certo e errado são anulados pelas expectativas culturais ou quando os impulsos criativos são anulados pelas inibições executivas.

Perspectiva histórica

Embora a pesquisa sobre as funções executivas e sua base neural tenha aumentado significativamente nos últimos anos, o arcabouço teórico em que se situa não é novo. Na década de 1940, o psicólogo britânico Donald Broadbent traçou uma distinção entre processos "automáticos" e "controlados" (uma distinção caracterizada mais amplamente por Shiffrin e Schneider em 1977), e introduziu a noção de atenção seletiva , à qual as funções executivas estão intimamente ligadas . Em 1975, o psicólogo americano Michael Posner usou o termo "controle cognitivo" no capítulo de seu livro intitulado "Atenção e controle cognitivo".

O trabalho de pesquisadores influentes como Michael Posner, Joaquin Fuster , Tim Shallice e seus colegas na década de 1980 (e mais tarde Trevor Robbins , Bob Knight , Don Stuss e outros) lançou muitas das bases para pesquisas recentes sobre funções executivas. Por exemplo, Posner propôs que existe um ramo "executivo" separado do sistema atencional, que é responsável por focar a atenção em aspectos selecionados do ambiente. O neuropsicólogo britânico Tim Shallice sugeriu da mesma forma que a atenção é regulada por um "sistema de supervisão", que pode anular as respostas automáticas em favor do comportamento de agendamento com base em planos ou intenções. Ao longo desse período, surgiu um consenso de que esse sistema de controle está alojado na parte mais anterior do cérebro, o córtex pré-frontal (PFC).

O psicólogo Alan Baddeley propôs um sistema semelhante como parte de seu modelo de memória de trabalho e argumentou que deve haver um componente (que ele chamou de "executivo central") que permite que as informações sejam manipuladas na memória de curto prazo (por exemplo, quando fazendo aritmética mental ).

Desenvolvimento

As funções executivas estão entre as últimas funções mentais a atingir a maturidade. Isso se deve ao atraso na maturação do córtex pré-frontal , que não está completamente mielinizado até a terceira década de vida da pessoa. O desenvolvimento das funções executivas tende a ocorrer em surtos, quando surgem novas habilidades, estratégias e formas de consciência. Acredita-se que esses surtos reflitam eventos maturacionais nas áreas frontais do cérebro. O controle da atenção parece surgir na primeira infância e se desenvolver rapidamente na primeira infância. Flexibilidade cognitiva, definição de metas e processamento de informações geralmente se desenvolvem rapidamente durante as idades de 7 a 9 anos e amadurecem aos 12 anos. O controle executivo geralmente surge logo após um período de transição no início da adolescência. Ainda não está claro se existe uma única sequência de estágios em que as funções executivas aparecem, ou se diferentes ambientes e experiências iniciais de vida podem levar as pessoas a desenvolvê-los em diferentes sequências.

Primeira infancia

O controle inibitório e a memória de trabalho atuam como funções executivas básicas que possibilitam o desenvolvimento de funções executivas mais complexas, como a resolução de problemas. O controle inibitório e a memória de trabalho estão entre as primeiras funções executivas a aparecer, com sinais iniciais observados em bebês de 7 a 12 meses. Então, nos anos pré-escolares, as crianças apresentam um surto de desempenho em tarefas de inibição e memória operacional, geralmente entre as idades de 3 a 5 anos. Também durante esse período, a flexibilidade cognitiva, o comportamento direcionado a metas e o planejamento começam a se desenvolver. No entanto, crianças em idade pré-escolar não têm funções executivas totalmente maduras e continuam a cometer erros relacionados a essas habilidades emergentes - muitas vezes não devido à ausência das habilidades, mas sim porque não têm consciência de saber quando e como usar estratégias específicas em particular contextos.

Pré-adolescência

Crianças pré-adolescentes continuam exibindo certos surtos de crescimento nas funções executivas, sugerindo que esse desenvolvimento não ocorre necessariamente de maneira linear, junto com o amadurecimento preliminar de funções específicas também. Durante a pré-adolescência, as crianças apresentam grandes aumentos na memória de trabalho verbal; comportamento direcionado a objetivos (com potencial surto por volta dos 12 anos de idade); inibição de resposta e atenção seletiva; e planejamento estratégico e habilidades organizacionais. Além disso, entre as idades de 8 a 10 anos, a flexibilidade cognitiva em particular começa a se igualar aos níveis dos adultos. No entanto, semelhante aos padrões do desenvolvimento infantil, o funcionamento executivo em pré-adolescentes é limitado porque eles não aplicam de forma confiável essas funções executivas em vários contextos, como resultado do desenvolvimento contínuo do controle inibitório.

Adolescência

Muitas funções executivas podem começar na infância e na pré-adolescência, como o controle inibitório. No entanto, é durante a adolescência que os diferentes sistemas cerebrais tornam-se mais integrados. Nesse momento, os jovens implementam funções executivas, como o controle inibitório, de forma mais eficiente e eficaz e se aprimoram ao longo desse período. Assim como o controle inibitório surge na infância e melhora com o tempo, o planejamento e o comportamento direcionado a metas também demonstram um curso de tempo prolongado com crescimento contínuo durante a adolescência. Da mesma forma, funções como o controle da atenção, com potencial surto aos 15 anos, junto com a memória de trabalho, continuam se desenvolvendo nesta fase.

Idade adulta

A principal mudança que ocorre no cérebro na idade adulta é a mielinização constante dos neurônios no córtex pré-frontal. Na idade de 20-29, as habilidades de funcionamento executivo estão no auge, o que permite que as pessoas dessa idade participem de algumas das tarefas mentais mais desafiadoras. Essas habilidades começam a declinar na idade adulta posterior. A memória de trabalho e a amplitude espacial são áreas onde o declínio é mais facilmente notado. A flexibilidade cognitiva, no entanto, tem um início tardio de comprometimento e geralmente não começa a declinar até por volta dos 70 anos em adultos com funcionamento normal. O funcionamento executivo prejudicado é o melhor preditor de declínio funcional em idosos.

Modelos

Controle inibitório de cima para baixo

Além dos mecanismos de controle facilitadores ou amplificadores, muitos autores têm defendido mecanismos inibitórios no domínio do controle da resposta, memória, atenção seletiva, teoria da mente , regulação da emoção, bem como emoções sociais, como a empatia. Uma revisão recente sobre este tópico argumenta que a inibição ativa é um conceito válido em alguns domínios da psicologia / controle cognitivo.

Modelo de memória de trabalho

Um modelo influente é o modelo multicomponente de Baddeley de memória de trabalho, que é composto por um sistema executivo central que regula três subsistemas: o laço fonológico, que mantém a informação verbal; o bloco de desenho visuoespacial, que mantém as informações visuais e espaciais; e o buffer episódico desenvolvido mais recentemente que integra memória de curto e longo prazo, mantendo e manipulando uma quantidade limitada de informações de múltiplos domínios em episódios sequenciados temporal e espacialmente.

Os pesquisadores descobriram efeitos positivos significativos do relaxamento aprimorado por biofeedback sobre a memória e a inibição em crianças. Biofeedback é uma ferramenta mente-corpo onde as pessoas podem aprender a controlar e regular seu corpo para melhorar e controlar suas habilidades de funcionamento executivo. Para medir os pesquisadores de processos de alguém, use sua frequência cardíaca e / ou respiratória. O relaxamento de biofeedback inclui musicoterapia, arte e outras atividades de atenção plena.

As habilidades de funcionamento executivo são importantes por muitas razões, incluindo o sucesso acadêmico das crianças e o desenvolvimento socioemocional. De acordo com o estudo “A eficácia de diferentes intervenções para promover as habilidades de funções executivas das crianças: uma série de meta-análises”, os pesquisadores descobriram que é possível treinar as habilidades de funções executivas. Os pesquisadores conduziram um estudo meta-analítico que examinou os efeitos combinados de estudos anteriores, a fim de encontrar a eficácia abrangente de diferentes intervenções que promovem o desenvolvimento de habilidades de funcionamento executivo em crianças. As intervenções incluíram treinamento computadorizado e não computadorizado, exercícios físicos, arte e exercícios de mindfulness. No entanto, os pesquisadores não puderam concluir que as atividades artísticas ou físicas poderiam melhorar as habilidades de funcionamento executivo.

Sistema de supervisão atencional (SAS)

Outro modelo conceitual é o sistema de atenção supervisório (SAS). Nesse modelo, a programação de contenção é o processo em que os esquemas bem estabelecidos de um indivíduo respondem automaticamente a situações de rotina, enquanto as funções executivas são usadas quando confrontado com novas situações. Nessas novas situações, o controle da atenção será um elemento crucial para ajudar a gerar novos esquemas, implementar esses esquemas e, então, avaliar sua precisão.

Modelo de autorregulação

Russell Barkley propôs um modelo amplamente conhecido de funcionamento executivo baseado na autorregulação . Derivado principalmente de um trabalho que examina a inibição comportamental, ele vê as funções executivas como compostas por quatro habilidades principais. Um elemento é a memória de trabalho que permite que os indivíduos resistam à interferência de informações. Um segundo componente é o gerenciamento de respostas emocionais para atingir comportamentos direcionados a objetivos. Em terceiro lugar, a internalização da fala autodirigida é usada para controlar e sustentar o comportamento governado por regras e para gerar planos para a solução de problemas. Por último, as informações são analisadas e sintetizadas em novas respostas comportamentais para atingir os objetivos de cada um. Mudar a resposta comportamental de alguém para cumprir uma nova meta ou modificar um objetivo é uma habilidade de nível superior que requer uma fusão de funções executivas, incluindo autorregulação e acesso a conhecimentos e experiências anteriores.

De acordo com este modelo, o sistema executivo do cérebro humano fornece a organização temporal cruzada do comportamento em direção a objetivos e o futuro e coordena ações e estratégias para tarefas diárias dirigidas a objetivos. Essencialmente, esse sistema permite aos humanos autorregular seu comportamento de modo a sustentar a ação e a resolução de problemas em direção a objetivos específicos e ao futuro em geral. Assim, os déficits das funções executivas representam sérios problemas para a capacidade de uma pessoa de se envolver em autorregulação ao longo do tempo para atingir seus objetivos e se antecipar e se preparar para o futuro.

Ensinar estratégias de autorregulação às crianças é uma forma de melhorar seu controle inibitório e sua flexibilidade cognitiva. Essas habilidades permitem que as crianças gerenciem suas respostas emocionais. Essas intervenções incluem ensinar às crianças habilidades relacionadas às funções executivas que fornecem as etapas necessárias para implementá-las durante as atividades em sala de aula e educar as crianças sobre como planejar suas ações antes de agir sobre elas. Habilidades de funcionamento executivo são como o cérebro planeja e reage às situações. Oferecer novas estratégias de autorregulação permite que as crianças melhorem suas habilidades de funcionamento executivo praticando algo novo. Conclui-se também que as práticas de mindfulness demonstraram ser uma intervenção significativamente eficaz para a autorregulação das crianças. Isso inclui relaxamento aprimorado por biofeedback. Essas estratégias apoiam o crescimento das habilidades de funcionamento executivo das crianças.

Modelo de resolução de problemas

Ainda outro modelo de funções executivas é uma estrutura de resolução de problemas onde as funções executivas são consideradas um macroconstruto composto de subfunções que trabalham em diferentes fases para (a) representar um problema, (b) planejar uma solução selecionando e ordenando estratégias, (c) manter as estratégias na memória de curto prazo para realizá-las por certas regras, e então (d) avaliar os resultados com detecção e correção de erros.

Modelo conceitual de Lezak

Um dos modelos conceituais mais difundidos sobre funções executivas é o modelo de Lezak. Esta estrutura propõe quatro amplos domínios de volição, planejamento, ação proposital e desempenho eficaz, trabalhando juntos para cumprir as necessidades de funcionamento executivo global. Embora esse modelo possa apelar amplamente a médicos e pesquisadores para ajudar a identificar e avaliar certos componentes do funcionamento executivo, ele carece de uma base teórica distinta e relativamente poucas tentativas de validação.

Modelo de Miller e Cohen

Em 2001, Earl Miller e Jonathan Cohen publicaram seu artigo "Uma teoria integrativa da função do córtex pré-frontal", no qual eles argumentam que o controle cognitivo é a função primária do córtex pré-frontal (PFC), e que o controle é implementado aumentando o ganho de neurônios sensoriais ou motores que estão envolvidos por elementos relevantes para a tarefa ou objetivo do ambiente externo. Em um parágrafo principal, eles argumentam:

Assumimos que o PFC desempenha uma função específica no controle cognitivo: a manutenção ativa de padrões de atividade que representam objetivos e os meios para alcançá-los. Eles fornecem sinais de polarização em grande parte do resto do cérebro, afetando não apenas os processos visuais, mas também outras modalidades sensoriais, bem como os sistemas responsáveis ​​pela execução da resposta, recuperação de memória, avaliação emocional, etc. O efeito agregado desses sinais de polarização é guiar o fluxo da atividade neural ao longo de caminhos que estabelecem os mapeamentos adequados entre entradas, estados internos e saídas necessárias para executar uma determinada tarefa.

Miller e Cohen baseiam-se explicitamente em uma teoria anterior de atenção visual que conceitualiza a percepção de cenas visuais em termos de competição entre múltiplas representações - como cores, indivíduos ou objetos. A atenção visual seletiva atua para "polarizar" esta competição em favor de certas características ou representações selecionadas. Por exemplo, imagine que você está esperando em uma movimentada estação de trem por um amigo que está vestindo um casaco vermelho. Você é capaz de estreitar seletivamente o foco de sua atenção para procurar objetos vermelhos, na esperança de identificar seu amigo. Desimone e Duncan argumentam que o cérebro consegue isso aumentando seletivamente o ganho de neurônios responsivos à cor vermelha, de modo que a saída desses neurônios tem mais probabilidade de atingir um estágio de processamento posterior e, como consequência, guiar o comportamento . De acordo com Miller e Cohen, esse mecanismo de atenção seletiva é, na verdade, apenas um caso especial de controle cognitivo - aquele em que o enviesamento ocorre no domínio sensorial. De acordo com o modelo de Miller e Cohen, o PFC pode exercer controle sobre neurônios de entrada (sensorial) ou saída (resposta) , bem como sobre montagens envolvidas na memória ou emoção . O controle cognitivo é mediado pela conectividade recíproca do PFC com os córtices sensorial e motor e com o sistema límbico . Em sua abordagem, portanto, o termo "controle cognitivo" é aplicado a qualquer situação onde um sinal de polarização é usado para promover uma resposta apropriada à tarefa, e o controle torna-se um componente crucial de uma ampla gama de construções psicológicas, como atenção seletiva , erro monitoramento, tomada de decisão , inibição de memória e inibição de resposta.

Modelo de Miyake e Friedman

A teoria das funções executivas de Miyake e Friedman propõe que existem três aspectos das funções executivas: atualização, inibição e deslocamento. Uma pedra angular desta estrutura teórica é a compreensão de que as diferenças individuais nas funções executivas refletem a unidade (ou seja, habilidades comuns de EF) e a diversidade de cada componente (por exemplo, específico de turno). Em outras palavras, aspectos de atualização, inibição e mudança estão relacionados, mas cada um permanece uma entidade distinta. Em primeiro lugar, a atualização é definida como o monitoramento contínuo e a adição ou exclusão rápida de conteúdos na memória de trabalho de alguém. Em segundo lugar, a inibição é a capacidade de substituir as respostas que são preponderantes em uma determinada situação. Terceiro, mudar é a flexibilidade cognitiva de alguém para alternar entre diferentes tarefas ou estados mentais.

Miyake e Friedman também sugerem que o atual corpo de pesquisa em funções executivas sugere quatro conclusões gerais sobre essas habilidades. A primeira conclusão são os aspectos de unidade e diversidade das funções executivas. Em segundo lugar, estudos recentes sugerem que muitas das habilidades de EF de uma pessoa são herdadas geneticamente, como demonstrado em estudos com gêmeos. Terceiro, medidas limpas de funções executivas podem diferenciar entre comportamentos normais e clínicos ou regulatórios, como o TDAH. Por último, estudos longitudinais demonstram que as habilidades de EF são relativamente estáveis ​​ao longo do desenvolvimento.

O modelo de "cascata de controle" de Banich

Este modelo de 2009 integra teorias de outros modelos e envolve uma cascata sequencial de regiões do cérebro envolvidas na manutenção de conjuntos de atenção para chegar a um objetivo. Em sequência, o modelo assume o envolvimento do córtex pré-frontal dorsolateral posterior (DLPFC), do DLPFC médio e do córtex cingulado anterior dorsal anterior e posterior (ACC).

A tarefa cognitiva usada no artigo é selecionar uma resposta na tarefa Stroop , entre cores conflitantes e respostas de palavras, especificamente um estímulo onde a palavra "verde" está impressa em tinta vermelha. O DLPFC posterior cria um conjunto de atenção apropriado ou regras para o cérebro atingir o objetivo atual. Para a tarefa Stroop, isso envolve ativar as áreas do cérebro envolvidas na percepção das cores, e não aquelas envolvidas na compreensão de palavras. Ele neutraliza vieses e informações irrelevantes, como o fato de que a percepção semântica da palavra é mais saliente para a maioria das pessoas do que a cor em que foi impressa.

Em seguida, o mid-DLPFC seleciona a representação que cumprirá a meta. As informações relevantes para a tarefa devem ser separadas de outras fontes de informações na tarefa. No exemplo, isso significa focar na cor da tinta e não na palavra.

O córtex cingulado anterior dorsal posterior (ACC) é o próximo na cascata e é responsável pela seleção da resposta. É aqui que se decide se o participante da tarefa Stroop vai dizer "verde" (a palavra escrita e a resposta incorreta) ou "vermelho" (a cor da fonte e a resposta correta).

Após a resposta, o ACC dorsal anterior é envolvido na avaliação da resposta, decidindo se a resposta de alguém estava correta ou incorreta. A atividade nesta região aumenta quando a probabilidade de um erro é maior.

A atividade de qualquer uma das áreas envolvidas neste modelo depende da eficiência das áreas que o antecederam. Se o DLPFC impõe muito controle sobre a resposta, o ACC exigirá menos atividade.

Trabalhos recentes usando diferenças individuais no estilo cognitivo mostraram um apoio empolgante para esse modelo. Os pesquisadores pediram aos participantes que completassem uma versão auditiva da tarefa Stroop, na qual a localização ou o significado semântico de uma palavra direcional deveriam ser considerados. Os participantes que tinham um forte viés para informações espaciais ou semânticas (estilos cognitivos diferentes) foram então recrutados para participar da tarefa. Conforme previsto, os participantes que tinham um forte viés para as informações espaciais tiveram mais dificuldade em prestar atenção às informações semânticas e eliciaram o aumento da atividade eletrofisiológica do ACC. Um padrão de atividade semelhante também foi encontrado para os participantes que tinham um forte preconceito em relação às informações verbais quando tentavam prestar atenção às informações espaciais.

Avaliação

A avaliação das funções executivas envolve a coleta de dados de várias fontes e a síntese das informações para procurar tendências e padrões ao longo do tempo e dos ambientes. Além dos testes neuropsicológicos padronizados , outras medidas podem e devem ser usadas, como listas de verificação de comportamento , observações , entrevistas e amostras de trabalho . Destes, podem-se tirar conclusões sobre o uso de funções executivas.

Existem vários tipos diferentes de instrumentos (por exemplo, com base no desempenho, autorrelato) que medem as funções executivas ao longo do desenvolvimento. Essas avaliações podem servir para fins diagnósticos em várias populações clínicas.

Evidência experimental

O sistema executivo tem sido tradicionalmente muito difícil de definir, principalmente devido ao que o psicólogo Paul W. Burgess chama de falta de "correspondência processo-comportamento". Ou seja, não existe um único comportamento que possa, por si só, ser vinculado à função executiva, ou mesmo à disfunção executiva . Por exemplo, é bastante óbvio o que os pacientes com deficiência de leitura não podem fazer, mas não é tão óbvio o que exatamente os pacientes com deficiência executiva podem ser incapazes de fazer.

Isso se deve em grande parte à natureza do próprio sistema executivo. Está principalmente preocupado com a coordenação dinâmica e "online" de recursos cognitivos e, portanto, seu efeito pode ser observado apenas pela medição de outros processos cognitivos. De maneira semelhante, nem sempre se envolve totalmente fora de situações do mundo real. Como relatou o neurologista Antonio Damasio , um paciente com graves problemas executivos do dia-a-dia ainda pode passar em testes de papel e lápis ou em laboratório de funções executivas.

As teorias do sistema executivo foram em grande parte impulsionadas por observações de pacientes que sofreram danos no lobo frontal . Eles exibiam ações e estratégias desorganizadas para tarefas diárias (um grupo de comportamentos agora conhecido como síndrome disexecutiva ), embora parecessem funcionar normalmente quando testes clínicos ou laboratoriais eram usados ​​para avaliar funções cognitivas mais fundamentais, como memória , aprendizagem , linguagem e raciocínio . Foi hipotetizado que, para explicar esse comportamento incomum, deve haver um sistema abrangente que coordena outros recursos cognitivos.

Muitas das evidências experimentais das estruturas neurais envolvidas nas funções executivas vêm de tarefas de laboratório, como a tarefa Stroop ou a Tarefa de Classificação de Cartas de Wisconsin (WCST). Na tarefa Stroop, por exemplo, os sujeitos humanos são solicitados a nomear a cor em que as palavras coloridas são impressas quando a cor da tinta e o significado da palavra freqüentemente conflitam (por exemplo, a palavra "VERMELHO" em tinta verde). Funções executivas são necessárias para realizar esta tarefa, já que o comportamento relativamente superaprendido e automático (leitura de palavras) deve ser inibido em favor de uma tarefa menos praticada - nomear a cor da tinta. Estudos recentes de neuroimagem funcional mostraram que duas partes do PFC, o córtex cingulado anterior (ACC) e o córtex pré-frontal dorsolateral (DLPFC), são considerados particularmente importantes para realizar esta tarefa.

Sensibilidade ao contexto de neurônios PFC

Outra evidência do envolvimento do PFC nas funções executivas vem de estudos de eletrofisiologia de célula única em primatas não humanos , como o macaco macaque , que mostraram que (em contraste com as células no cérebro posterior) muitos neurônios do PFC são sensíveis a uma conjunção de um estímulo e um contexto. Por exemplo, as células PFC podem responder a uma dica verde em uma condição em que essa dica sinaliza que um movimento rápido para a esquerda dos olhos e da cabeça deve ser feito, mas não a uma dica verde em outro contexto experimental. Isso é importante porque o desenvolvimento ideal das funções executivas é invariavelmente dependente do contexto.

Um exemplo de Miller & Cohen envolve uma travessia de pedestres na rua. Nos Estados Unidos, onde os carros passam do lado direito da estrada , um americano aprende a olhar para a esquerda ao atravessar a rua. No entanto, se esse americano visitar um país onde os carros circulam à esquerda, como o Reino Unido, então o comportamento oposto seria necessário (olhar para a direita ). Nesse caso, a resposta automática precisa ser suprimida (ou aumentada) e as funções executivas devem fazer o americano olhar para a direita enquanto estiver no Reino Unido.

Neurologicamente, esse repertório comportamental requer claramente um sistema neural que seja capaz de integrar o estímulo (a estrada) com um contexto (EUA ou Reino Unido) para indicar um comportamento (olhe para a esquerda ou para a direita). As evidências atuais sugerem que os neurônios no PFC parecem representar precisamente esse tipo de informação. Outras evidências da eletrofisiologia de célula única em macacos implicam PFC ventrolateral (convexidade pré-frontal inferior) no controle das respostas motoras. Por exemplo, células que aumentam sua taxa de disparo para sinais NoGo, bem como para um sinal que diz "não olhe para lá!" tem sido identificado.

Polarização da atenção em regiões sensoriais

Estudos de eletrofisiologia e neuroimagem funcional envolvendo seres humanos têm sido usados ​​para descrever os mecanismos neurais subjacentes ao viés de atenção. A maioria dos estudos buscou ativação nos 'locais' de polarização, como nos córtices visual ou auditivo . Os primeiros estudos empregaram potenciais relacionados a eventos para revelar que as respostas elétricas do cérebro registradas no córtex visual esquerdo e direito são aumentadas quando o sujeito é instruído a atender ao lado apropriado (contralateral) do espaço.

O advento de técnicas de neuroimagem baseadas no fluxo sanguíneo, como ressonância magnética funcional (fMRI) e tomografia por emissão de pósitrons (PET), permitiu mais recentemente a demonstração de que a atividade neural em uma série de regiões sensoriais, incluindo cor , movimento e rosto regiões responsivas do córtex visual são aumentadas quando os sujeitos são direcionados para atender a essa dimensão de um estímulo, sugerindo controle de ganho no neocórtex sensorial. Por exemplo, em um estudo típico, Liu e seus colegas de trabalho apresentaram aos assuntos matrizes de pontos se movendo para a esquerda ou direita, apresentados em vermelho ou verde. Antes de cada estímulo, uma dica de instrução indicava se os sujeitos deveriam responder com base na cor ou na direção dos pontos. Embora cor e movimento estavam presentes em todas as matrizes de estímulo, a actividade IRMf em regiões sensíveis à cor (V4) foi aumentado quando os sujeitos foram instruídos para assistir à cor, e actividade em regiões de movimento-sensíveis foi aumentada quando sujeitos foram cued para atender a direção do movimento. Vários estudos também relataram evidências para o sinal de polarização antes do início do estímulo, com a observação de que regiões do córtex frontal tendem a se tornar ativas antes do início de um estímulo esperado.

Conectividade entre o PFC e as regiões sensoriais

Apesar da popularidade crescente do modelo de 'polarização' das funções executivas, a evidência direta para a conectividade funcional entre o PFC e as regiões sensoriais quando as funções executivas são usadas, é até o momento bastante esparsa. Na verdade, a única evidência direta vem de estudos em que uma parte do córtex frontal é danificada, e um efeito correspondente é observado longe do local da lesão, nas respostas dos neurônios sensoriais. No entanto, poucos estudos exploraram se esse efeito é específico para situações em que funções executivas são necessárias. Outros métodos para medir a conectividade entre regiões distantes do cérebro, como a correlação na resposta de fMRI, produziram evidências indiretas de que o córtex frontal e as regiões sensoriais se comunicam durante uma variedade de processos que se acredita envolver funções executivas, como a memória de trabalho, mas há mais pesquisas necessário para estabelecer como a informação flui entre o PFC e o resto do cérebro quando as funções executivas são usadas. Como um passo inicial nesta direção, um estudo de fMRI sobre o fluxo de processamento de informações durante o raciocínio visuoespacial forneceu evidências para associações causais (inferidas a partir da ordem temporal de atividade) entre a atividade relacionada aos sentidos nos córtices occipital e parietal e a atividade no posterior e PFC anterior. Essas abordagens podem elucidar ainda mais a distribuição do processamento entre as funções executivas no PFC e no resto do cérebro.

Bilinguismo e funções executivas

Um crescente corpo de pesquisas demonstra que os bilíngues podem apresentar vantagens nas funções executivas, especificamente no controle inibitório e na troca de tarefas. Uma possível explicação para isso é que falar duas línguas requer o controle da atenção e a escolha da língua correta para falar. Em todo o desenvolvimento, bebês, crianças e idosos bilíngues apresentam uma vantagem bilíngue no que diz respeito ao funcionamento executivo. A vantagem não parece se manifestar em adultos mais jovens. Bilíngues bimodais, ou pessoas que falam uma língua oral e uma língua de sinais, não demonstram essa vantagem bilíngüe nas tarefas de funcionamento executivo. Isso pode ser porque não é necessário inibir ativamente um idioma para falar o outro. Indivíduos bilíngues também parecem ter uma vantagem em uma área conhecida como processamento de conflitos, que ocorre quando há múltiplas representações de uma determinada resposta (por exemplo, uma palavra em um idioma e sua tradução no outro idioma do indivíduo). Especificamente, o córtex pré-frontal lateral mostrou estar envolvido com o processamento de conflitos. No entanto, ainda existem algumas dúvidas. Em uma revisão meta-analítica, os pesquisadores concluíram que o bilinguismo não melhora o funcionamento executivo em adultos.

Na doença ou desordem

O estudo da função executiva na doença de Parkinson sugere que áreas subcorticais como amígdala , hipocampo e gânglios da base são importantes nesses processos. A modulação da dopamina no córtex pré-frontal é responsável pela eficácia das drogas dopaminérgicas na função executiva e dá origem à Curva de Yerkes Dodson . O U invertido representa diminuição do funcionamento executivo com excitação excessiva (ou aumento da liberação de catecolaminas durante o estresse) e diminuição do funcionamento executivo com excitação insuficiente. O polimorfismo de baixa atividade da Catecol-O-metiltransferase está associado a um ligeiro aumento no desempenho em tarefas de função executiva em pessoas saudáveis. As funções executivas são prejudicadas em vários transtornos, incluindo transtorno de ansiedade , transtorno depressivo maior , transtorno bipolar , transtorno de déficit de atenção e hiperatividade , esquizofrenia e autismo . Lesões no córtex pré-frontal, como no caso de Phineas Gage , também podem resultar em déficits da função executiva. Danos nessas áreas também podem se manifestar em déficits de outras áreas de função, como motivação e funcionamento social .

Direções futuras

Outras evidências importantes para os processos de funções executivas no córtex pré-frontal foram descritas. Um artigo de revisão amplamente citado enfatiza o papel da parte medial do PFC em situações onde as funções executivas são susceptíveis de ser envolvidas - por exemplo, onde é importante detectar erros, identificar situações onde o conflito de estímulos pode surgir, tomar decisões sob incerteza, ou quando uma probabilidade reduzida de obter resultados de desempenho favoráveis ​​é detectada. Esta revisão, como muitas outras, destaca as interações entre PFC medial e lateral , por meio do qual o córtex frontal medial posterior sinaliza a necessidade de funções executivas aumentadas e envia esse sinal para áreas no córtex pré-frontal dorsolateral que realmente implementam o controle. No entanto, não houve nenhuma evidência convincente de que essa visão está correta e, de fato, um artigo mostrou que os pacientes com danos PFC lateral tinham ERNs reduzidos (um sinal putativo de monitoramento dorsomedial / feedback de erro) - sugerindo, se alguma coisa, que a direção do fluxo do controle pode ser na direção reversa. Outra teoria proeminente enfatiza que as interações ao longo do eixo perpendicular do córtex frontal, argumentando que uma 'cascata' de interações entre PFC anterior, PFC dorsolateral e córtex pré-motor guia o comportamento de acordo com o contexto passado, contexto presente e associações sensoriomotoras atuais, respectivamente .

Os avanços nas técnicas de neuroimagem têm permitido estudos de ligações genéticas às funções executivas, com o objetivo de utilizar as técnicas de imagem como endofenótipos potenciais para a descoberta das causas genéticas da função executiva.

Mais pesquisas são necessárias para desenvolver intervenções que podem melhorar as funções executivas e ajudar as pessoas a generalizar essas habilidades para as atividades e configurações diárias

Veja também

Referências

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