Córtex Pré-frontal: Anatomia, Funções e Transtornos Associados

O córtex pré-frontal, também conhecido como córtex pré-frontal, é uma região do cérebro localizada na parte anterior dos lobos frontais.

Especificamente, essa estrutura está localizada na frente das áreas motoras e pré-motoras do córtex frontal, resultando em uma região básica para o planejamento de comportamentos cognitivamente elaborados.

Pesquisas recentes ligaram o córtex pré-frontal a atividades como a expressão da personalidade, processos de tomada de decisão e a adequação do comportamento social a cada momento.

Assim, essa região do cérebro é uma das estruturas básicas que determina as qualidades do comportamento humano, bem como a execução das atividades mais complexas.

Neste artigo, revisamos as principais características do córtex pré-frontal. As principais teorias sobre essa região do cérebro são discutidas, assim como as atividades realizadas e os transtornos associados.

Características do córtex pré-frontal

O córtex pré-frontal (CPF) é uma região do cérebro que constitui aproximadamente 30% do córtex cerebral.

Essa estrutura está localizada na região frontal do cérebro, isto é, na área localizada na testa, e é a parte anterior dos lobos frontais do cérebro.

Mais especificamente, o PFC está à frente de duas outras áreas importantes do lobo frontal: o córtex motor e o córtex pré-motor.

Atualmente, existem três maneiras principais de definir o córtex pré-frontal. Estes são:

1. Como o córtex frontal granular.
2. Como a área de projeção do núcleo médio-dorsal do tálamo.
3. Como a parte do córtex frontal cuja estimulação elétrica não causa movimentos.

O CPF pode ser distinguido de outras áreas do lobo frontal através de sua composição celular, sua inervação dopaminérgica e seus aferentes talâmicos. Desta forma, constitui hoje uma região bem estabelecida e delimitada.

Segundo a maioria dos autores, como Miller e Cohen, o córtex pré-frontal é a região mais elaborada em primatas, animais conhecidos por seu repertório comportamental diversificado e flexível.

Assim, o CPF constitui um conjunto de áreas neocorticais que enviam e recebem projeções de praticamente todos os sistemas corticais sensoriais, sistemas motores e muitas estruturas sub-corticais, e é uma região básica para o desenvolvimento de comportamento e personalidade.

Nesse sentido, Miller e Cohen determinaram que o CPF não é uma estrutura crítica para a realização de comportamentos simples ou automáticos, que não se generalizam para novas situações.

Pelo contrário, o córtex pré-frontal é importante naquelas atividades que exigem processamento de cima para baixo, isto é, quando o comportamento deve ser guiado por estados internos ou quando é necessário usar elementos sociais e ambientais que determinam o comportamento.

Anatomia

O CPF foi definido através de sua citoarquitetura pela presença de uma camada granular que corresponde à quarta camada do córtex cerebral.

No momento, não está totalmente claro quem foi o primeiro a usar esse critério de distinção do córtex pré-frontal. Muitos dos pesquisadores pioneiros da citoarquitetura cerebral restringiram o termo pré-frontal a uma região muito menor.

No entanto, em 1935, Carlyle Jacobsen usou o termo CPF para diferenciar as áreas granulares pré-frontais das áreas motoras não granulares e pré-motoras do lobo frontal.

Na terminologia das áreas de Brodmann, o córtex pré-frontal inclui as áreas 8, 9, 10, 11, 44, 45, 46 e 47, resultando em uma região muito ampla com um grande número de estruturas em seu interior.

Por outro lado, a CPF destaca-se por ser uma área de projeção dos núcleos do tálamo, segundo o trabalho de Rose e Woolsey. Esses autores demonstraram que em animais não primatas (que não possuem FPC), essas estruturas são projetadas para diferentes regiões. Especificamente, em direção às áreas anterior e ventral.

Além disso, existem atualmente estudos que mostraram que as projeções do núcleo mediodorsal do tálamo não estão restritas ao CPF em primatas, mas também podem viajar para outras estruturas cerebrais.

Finalmente, hoje o CPF é também conhecido como a área do córtex frontal cuja estimulação elétrica não causa movimentos observáveis. No entanto, esta definição causa alguma controvérsia, uma vez que a ausência de movimentos observáveis ​​após a estimulação elétrica também pode ser observada em regiões não granulares do córtex.

Funções

O córtex pré-frontal é uma estrutura fortemente interconectada com grande parte do cérebro. Dentro você pode ver conexões abundantes com outras regiões, tanto corticais quanto sub-corticais.

Nesse sentido, o córtex pré-frontal dorsal está especialmente interconectado com regiões cerebrais envolvidas em processos como atenção, cognição e ação. Em contraste, o córtex pré-frontal ventral interconecta-se com estruturas cerebrais relacionadas e envolvidas nos processos emocionais.

Finalmente, deve-se ter em mente que o CPF recebe informações dos sistemas de excitação do tronco encefálico, e sua função é particularmente dependente de seu ambiente neuroquímico.

Mais geralmente, há atualmente um alto consenso científico para estabelecer que o córtex pré-frontal é uma região do cérebro que está principalmente envolvida no planejamento de comportamentos cognitivamente complexos.

Esse tipo de função implica a realização de atividades como a expressão da personalidade, o desenvolvimento de processos decisórios ou a adaptação do comportamento às situações sociais que ocorrem em cada momento.

Assim, o CPF é uma região fundamental para coordenar pensamentos e ações de acordo com metas internas e conhecimentos adquiridos.

Nesse sentido, para determinar a funcionalidade do córtex pré-frontal, o termo médico da função executiva foi desenvolvido. Esse tipo de função refere-se à capacidade de estabelecer distinções entre pensamentos conflitantes, fazer julgamentos morais, prever consequências, etc.

Córtex pré-frontal e funções executivas

Através dos estudos iniciais de Fuster e Goldman-Rakic, o termo funções executivas foi elaborado para dar nome à capacidade e atividade que o córtex pré-frontal desenvolve.

A função executiva refere-se, assim, à capacidade de representar informações que não estão presentes no ambiente a qualquer momento, bem como à criação de um "caderno mental".

Assim, sob o conceito de função executiva do córtex pré-frontal é o desenvolvimento de respostas cognitivas para problemas complexos ou difíceis de resolver.

Nesse sentido, os estudos atuais sugerem que no CPF experiências passadas estão representadas para aplicá-las ao presente e, assim, orientar a tomada de decisão.

Em geral, por meio dessa função, o córtex pré-frontal seria a estrutura cerebral que daria às pessoas a capacidade de raciocinar e a capacidade de usar o conhecimento e a experiência passada para modular o comportamento.

Mais concretamente, o trabalho de Goldman-Rakin descreve esse tipo de função como a maneira pela qual o conhecimento representacional pode ser usado para guiar, de maneira inteligente, pensamentos, ações e emoções.

As funções executivas seriam um processo que resultaria na capacidade de inibir pensamentos, comportamentos e sensações consideradas inadequadas.

Teorias das funções executivas

Atualmente, existem muitas teorias diferentes que tentam explicar o funcionamento concreto dessa atividade desativada pelo CPF.

Um deles postula que a memória de trabalho seria uma parte fundamental do processo de atenção e inibição comportamental.

Especificamente, a memória de trabalho permite reter as novas informações capturadas e mantê-las por alguns segundos na mente da pessoa. A adaptação das referidas informações com conhecimento prévio poderia ser o processo que daria origem às funções executivas e determinaria a atividade do CPF.

Por outro lado, Shimamura propôs a teoria da filtragem dinâmica para descrever o papel do córtex pré-frontal nas funções executivas.

Nesta teoria, postula-se que o CPF atuaria como um mecanismo de filtragem de alto nível que favoreceria ativações orientadas por objetivos e inibiria ativações que podem ser irrelevantes.

Finalmente, Miller e Cohen propuseram uma teoria integrativa do funcionamento do córtex pré-frontal. Nesta teoria, teoriza-se que o controle cognitivo surge da manutenção ativa de padrões de atividade no CPF, que visam criar representações dos objetivos a serem alcançados e os meios necessários para alcançá-lo.

Atividade do CPF

Atualmente, existem muitas teorias que tentam definir como a operação do CPF ocorre através de funções executivas.

Nesse sentido, o córtex pré-frontal é uma região funcionalmente muito difícil de analisar e estudar, uma vez que possui múltiplas conexões com praticamente todas as estruturas do cérebro.

No entanto, além do mecanismo que pode apresentar, atualmente é bem descrito o tipo de atividades realizadas.

Como mencionado anteriormente, a atividade do CPF se enquadra no que é conhecido como funções executivas e se caracteriza por realizar as seguintes ações:

1. Desenvolvimento de capacidades para formular metas e planos de design.
2. Desenvolvimento de faculdades envolvidas no planejamento de processos e estratégias visando o alcance de objetivos.
3. Execução de habilidades envolvidas na execução dos planos.
4. Reconhecimento da conquista alcançada através da conduta e da necessidade de alterar a atividade, pará-la e gerar novos planos de ação.
5. Inibição de respostas inadequadas.
6. Processo de seleção de comportamentos e sua organização no espaço e no tempo.
7. Desenvolvimento de flexibilidade cognitiva no monitoramento de estratégias.
8. Supervisão de comportamentos baseados em estados motivacionais e afetivos.
9. Supervisão de comportamentos de acordo com as particularidades do contexto em cada momento.
10. Tomada de decisão

Danos ao CPF

A primeira descoberta sobre lesões no córtex pré-frontal foi feita através da documentação do famoso caso de Phineas Gage, um trabalhador ferroviário que, após um acidente, sofreu uma lesão grave no lobo frontal do cérebro.

Através do dano cerebral sofrido que envolveu criticamente o CPF, Phineas manteve suas habilidades de memória, fala e habilidades motoras. No entanto, seus traços de personalidade mudaram radicalmente após o acidente.

De fato, o dano experimentado no córtex pré-frontal o deixava irritado, impaciente e com altos déficits nos relacionamentos sociais e interpessoais.

Posteriormente, outros estudos realizados com pacientes afetados por danos pré-frontais mostraram que as pessoas são capazes de verbalizar corretamente qual seria o comportamento social mais apropriado sob certas circunstâncias.

Apesar de serem capazes de raciocinar corretamente o comportamento a ser seguido, na prática eles têm dificuldades em executar esses comportamentos. De fato, na vida cotidiana, eles tendem a realizar atos que implicam gratificação imediata, apesar de conhecer as consequências negativas que podem resultar no longo prazo.

Distúrbios associados

Os dados coletados sobre os efeitos do dano direto ao CPF indicam que essa região do cérebro não está relacionada apenas com as habilidades de entender as consequências a longo prazo, mas também envolve a capacidade mental de retardar a gratificação imediata.

Neste sentido, hoje existe uma literatura abundante que visa melhorar a compreensão do papel do córtex pré-frontal em diferentes distúrbios neurológicos, como esquizofrenia, transtorno bipolar ou transtorno do déficit de atenção e hiperatividade.

Essas três psicopatologias têm sido relacionadas a uma certa disfunção do córtex cerebral, fato que motivaria o surgimento de alterações comportamentais nas pessoas.

Da mesma forma, ensaios clínicos com farmacoterapia já começaram, mostrando que certas drogas, como a guanfacina, melhoram a função do córtex pré-frontal.

Por fim, postula-se que outras condições patológicas, como depressão, altas respostas ao estresse, comportamentos e tentativas de suicídio, sociopatias ou dependência de drogas também poderiam estar relacionadas ao funcionamento do CPF.

No entanto, a evidência científica sobre essas hipóteses é limitada e pesquisas adicionais são necessárias para determinar o papel do CPF nesse tipo de alteração psicopatológica.