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FUNCIONES EJECUTIVAS
Recibido: 22.08.01. Aceptado tras revisión externa sin modificaciones: 22.09.01. a (^) Neuropsicólogo. Clínica Ubarmin. Fundación Argibide. Pamplona, Nava- rra. b^ Neuropsicólogo. Unidad de Daño Cerebral. Hospital Beata María Ana. Facultad de Psicología. Departamento de Psicología Básica II. UCM. Madrid. c^ Psiquiatra. Hospital Miguel Servet. Zaragoza, España. Correspondencia: Dr. Javier Tirapu Ustárroz. Clínica Ubarmin. E- Elcano (Navarra). E-mail: [email protected]
2002 , REVISTA DE NEUROLOGÍA
EXECUTIVE FUNCTIONS: THE NEED FOR THE INTEGRATION OF CONCEPTS Summary. Introduction_. The new cognitive neuropsychology approachs have aroused an increasing interest in understanding the higher cognitive processes as well as the neural substrates linked to them. Particularly, the executive functions, reckoned to be essential to control the information processing and to co-ordinate behaviour, have received preferential treatment from specialised literature on the subject._ Development_. From obsessive-compulsive disorder to schizophrenia, from Parkinson’s disease to multiple sclerosis, there are many reports that show the affectation of these functions in all these morbid processes. On the other hand, the part that the prefrontal cortex plays in human behaviour in general, and in executive functions in particular, constitutes one of the most important fields of research of neurosciences nowadays. Thus, this cortical area appears closely linked to the executive processes, affecting different respects of the cognitive functions. Working memory, supervisory attentional system, somatic marker, information processing, behaviour planning, social judgement, are processes which have been related to the prefrontal cortex activity as a structure, and to the executive processes as a function._ Conclusions_. The aim of this article is to revise the concept of executive functions, and give rise reflections about the usefulness of the aforementioned concept and its practical applicability. It is essential that we understand the difference between structure and function, cognition and emotion, brain activity and behaviour, category and dimension, and between mind and brain, to achieve a more comprehensive approach to this concept of ‘executive functions’ we all use, and many times find difficult to define and to understand. [REV NEUROL 2002; 34: 673-85]_ Key words. Executive functions. Hierarchical model. Integrator model. Somatic markers. Supervisory attentional system. Working memory.
INTRODUCCIÓN
La reciente eclosión de las neurociencias cognitivas ha generado un creciente interés por comprender las funciones y los sustratos neurales de las denominadas funciones cognitivas de alto nivel [1]. En las dos últimas décadas, la neurología conductual y la neuropsicología han evolucionado a pasos agigantados bajo el influjo de los modelos teóricos provenientes de la psicología cognitiva, pero también por el avance de nuevos y sofisticados métodos que permiten estudiar la actividad cerebral durante los procesos cognitivos [2]. Así, las técnicas de neuroimagen y los modelos computacionales de las funciones cognitivas de alto nivel han arrojado nuevos datos y modelos sobre el intrincado mundo del funcionamiento cerebral. El córtex prefrontal es la región cerebral con un desarrollo filogenético y ontogénico más reciente y, por ello, la parte del ser humano que más nos diferencia de otros seres vivos y que mejor refleja nuestra especificidad; constituye aproximadamente el 30% de la corteza cerebral [3]. Desde un punto de vista funcional puede afirmarse que en esta región cerebral se encuentran las funciones cognitivas más complejas y evolucionadas del ser hu- mano; se le atribuye un papel esencial en actividades tan impor- tantes como la creatividad, la ejecución de actividades comple- jas, el desarrollo de las operaciones formales del pensamiento, la conducta social, la toma de decisiones y el juicio ético y moral [4,5]. En esta línea, los tipos de déficit que –tanto en la clínica
Funciones ejecutivas:
necesidad de una integración conceptual
J. Tirapu-Ustárroz a, J.M. Muñoz-Céspedes b, C. Pelegrín-Valero c
como en la investigación– se atribuyen a lesiones del córtex prefrontal incluyen una interacción de alteraciones emociona- les, conductuales y cognitivas. Dentro de estas alteraciones en el funcionamiento cognitivo destacan los déficit ejecutivos. Las funciones ejecutivas (FE) se han definido como los pro- cesos que asocian ideas, movimientos y acciones simples y los orientan a la resolución de conductas complejas [6]. Luria [7,8] fue el primer autor que, sin nombrar el término –el cual se debe a Lezak–, conceptualizó las FE como una serie de trastornos en la iniciativa, la motivación, la formulación de metas y planes de acción y el autocontrol de la conducta, asociados a lesiones fron- tales. Lezak [9,10] define las FE como las capacidades mentales esenciales para llevar a cabo una conducta eficaz, creativa y aceptada socialmente. A su vez, Sholberg y Mateer [11] consi- deran que las FE abarcan una serie de procesos cognitivos entre los que destacan la anticipación, elección de objetivos, planifi- cación, selección de la conducta, autorregulación, autocontrol y uso de retroalimentación (feedback). Mateer, en esta misma lí- nea cognitivista, refiere los siguientes componentes de la fun- ción ejecutiva: dirección de la atención, reconocimiento de los patrones de prioridad, formulación de la intención, plan de con- secución o logro, ejecución del plan y reconocimiento del logro [12]. En los años 1980 y 1989, Fuster [13,14] publicó su teoría general sobre el córtex prefrontal y consideró que éste era fun- damental en la estructuración temporal de la conducta. Según Fuster, dicha estructuración se llevaría a término mediante la coordinación de tres funciones subordinadas: a) una función retrospectiva de memoria a corto plazo provisional; b) una fun- ción prospectiva de planificación de la conducta; y c) una fun- ción consistente en el control y supresión de las influencias in- ternas y externas capaces de interferir en la formación de patro- nes de conducta.
REVISIÓN
J. TIRAPU-USTÁRROZ, ET AL
Parece evidente que tanto el propio concepto (‘ejecutivo’) como sus descripciones emanan de modelos predominantemen- te cognitivistas, que basan sus definiciones en aproximaciones más o menos afortunadas de los modelos de procesamiento de la información. Estos nuevos modelos de la neurociencia cognitiva tratan de explicar el sustrato de las funciones cognitivas de alto nivel y, aunque el término pueda resultar novedoso, Rylander ya señalaba en 1939 que ‘el síndrome frontal produce alteraciones en la atención, incremento de la distracción, dificultad para cap- tar la totalidad de una realidad compleja [...]; los sujetos son capaces de resolver adecuadamente tareas rutinarias, pero inca- paces de resolver tareas novedosas’ [15]. Todas estas descrip- ciones señaladas sugieren que la psicología cognitiva tiene difi- cultades para proveer una adecuada caracterización de los pro- cesos ejecutivos que conforman una de las principales funciones de los lóbulos frontales. Ante esta falta de un modelo único que establezca una relación más sólida entre cerebro, mente y con- ducta compleja, estos modelos ‘inestables’ plantean dificultades importantes para el estudio del funcionamiento cerebral. No podemos negar que el concepto de FE se ha utilizado excesivamente; se da por hecho que la simple ejecución defici- taria en uno o varios ‘tests frontales’ refleja trastornos en deter- minadas áreas de la conducta y que esa conducta depende de una localización concreta en el cerebro. En este sentido, el término resulta excesivamente genérico en su intención de describir fun- ciones metacognitivas y de autorregulación de la conducta, y las definiciones sobre lo que contiene no parece reflejar que se trate de un sistema unitario sino, mas bien, de un sistema supramodal de procesamiento múltiple. Como se ha señalado anteriormente, las alteraciones en las FE se han considerado prototípicas de la patología del lóbulo frontal, fundamentalmente de las lesiones o disfunciones que afectan a la región prefrontal dorsolateral [16,17]. Así, se ha acuñado el término ‘síndrome disejecutivo’ para definir, en pri- mer lugar, las dificultades que exhiben algunos pacientes con una marcada dificultad para centrarse en la tarea y finalizarla sin un control ambiental externo [18,19]. En segundo lugar, presen- tan dificultades en el establecimiento de nuevos repertorios con- ductuales y una falta de capacidad para utilizar estrategias ope- rativas. En tercer lugar, muestran limitaciones en la productivi- dad y creatividad, con falta de flexibilidad cognitiva. En cuarto lugar, la conducta de los sujetos afectados por alteraciones en el funcionamiento ejecutivo pone de manifiesto una incapacidad para la abstracción de ideas y muestra dificultades para anticipar las consecuencias de su comportamiento, lo que provoca una mayor impulsividad o incapacidad para posponer una respuesta. Dada la multiplicidad de manifestaciones de este síndrome dise- jecutivo, parece necesario distinguir las FE de aquellas que no lo son, con el fin de establecer una taxonomía funcional que nos permita distinguir las ejecuciones, capacidades y conductas que son características de un adecuado funcionamiento ejecutivo [20]. Conviene destacar que son muy numerosas las patologías neurológicas y los trastornos mentales en los que se han descrito alteraciones en alguno o en todos los componentes del funciona- miento ejecutivo. Entre los primeros, podemos destacar los tu- mores cerebrales [21], los traumatismos craneoencefálicos [22,23], los accidentes cerebrovasculares [24,25], la enferme- dad de Parkinson [26,27], la esclerosis múltiple [28,29] y el síndrome de Gilles de la Tourette [30]. Respecto a la patología psiquiátrica, las alteraciones disejecutivas se han estudiado, entre otras, en la esquizofrenia [31,32], en el trastorno obsesivocom-
pulsivo [33,34], en el trastorno disocial de la personalidad [35,36], en el autismo [37] y en el trastorno por déficit de atención [38,39]. Esto sugiere que el término ‘funcionamiento ejecutivo’ describe de forma inadecuada una función y, además, no depende de una estructura anatómica única. En la neuropsicología clásica no resulta demasiado complicado describir los diferentes cuadros afásicos y su relación con lesiones cerebrales específicas; sin embargo, en la clínica cotidiana hallamos demasiados ejemplos que ponen de manifiesto la alteración del funcionamiento ejecu- tivo en ausencia de afectación frontal. Dicho de otro modo, he- mos de reconocer con humildad que cuando nos referimos a las FE y pretendemos establecer una relación clara entre estructura, función y conducta, no poseemos una teoría neuropsicológica firme; además, la alteración de las FE no resulta un buen ‘mar- cador cerebral‘ –algo así como lo que ocurre con la serotonina y la psicopatología–, sino un marcador neuropsicológico excesi- vamente inespecífico. En este artículo nos proponemos revisar los modelos expli- cativos sobre el funcionamiento y control ejecutivo, con el fin de intentar aproximarnos a una clarificación conceptual.
MEMORIA DE TRABAJO
Y FUNCIONES EJECUTIVAS
En 1974, Baddeley y Hitch [40] presentaron un modelo de me- moria operativa que pretendía una reconceptualización de la me- moria a corto plazo y que se basaba en la descripción y análisis de sus procesos y funciones. La memoria de trabajo (MT) se define, así, como un sistema que mantiene y manipula temporal- mente la información, por lo que interviene en la realización de importantes tareas cognitivas tales como comprensión del len- guaje, lectura, pensamiento, etc. Este modelo lo ha desarrollado posteriormente el propio Baddeley [41-44], quien ha fragmenta- do la memoria a corto plazo (MCP) en tres componentes diferen- ciados: el sistema ejecutivo central (SEC), el bucle fonológico y la agenda visuoespacial (Fig. 1). El bucle fonológico incluye un almacén fonológico a corto plazo asistido por un proceso de control basado en el repaso articulatorio, por lo que actúa como un sistema de almacena- miento que permite utilizar el lenguaje subvocal para mantener la información en la conciencia durante el tiempo deseado; se postula la existencia de este subsistema particular para explicar
Figura 1. Esquema de memoria de trabajo.
Agenda visuoesp Bucle fonológico
SistemaSistemaSistematem ejecutivoejecutivo centralcentracentral
J. TIRAPU-USTÁRROZ, ET AL
to a la conciencia en su libro Principios de psicología. Según este modelo, el córtex prefrontal realizaría un control supramo- dal sobre las funciones mentales básicas localizadas en estructuras basales o retro- rrolándicas (Fig. 3). Este control lo lleva- ría a cabo a través de las FE, que, a su vez, también se distribuirían de manera jerár- quica, aunque con una relación interactiva entre ellas. En el vértice de esta pirámide se encontraría la autoconciencia o autoa- nálisis, mediante el cual se representan las experiencias subjetivas actuales en rela- ción con las previas; controla la propia ac- tividad mental y utiliza el conocimiento adquirido para resolver nuevos problemas y guiar la toma de decisiones para el futu- ro. En un segundo nivel se encontrarían las funciones que realizan el control ejecutivo o cognitivo del resto de funciones menta- les. Estas funciones son las siguientes: an- ticipación, selección de objetivos, formu- lación y planificación previa de posibles soluciones e iniciación de la respuesta, con control de la misma y de sus consecuen- cias. El tercer nivel corresponde a las fun- ciones siguientes: a) El impulso (drive) , que engloba la ca- pacidad de iniciar y mantener una actividad mental y una conducta motora; este concepto se relaciona con la noción de motivación, que podemos definir como la energía necesaria puesta a disposición para lograr algo deseable o evitar algo indeseable y que se relaciona con el estado emocional del sujeto. b) La organización temporal, que hace referencia a la capacidad de mantener secuencias de información y percibir el orden temporal de los sucesos.
Para Stuss y Benson, estas funciones no son de ejecución, sino del control de la activación de las acciones (en inglés, exe- cutive cognitive control ) mediante la anticipación, la elección de objetivos que se desea conseguir, la planificación y la selección adecuada, que supone la selección de una respuesta y la inhibi- ción de otras. En 1991, el propio Stuss [53-55] redefine su modelo de sis- tema de control ejecutivo y mantiene la premisa de que las fun- ciones del córtex prefrontal componen un sistema con funciones jerárquicas, independientes pero interactivas. Cada uno de los tres componentes descritos contendría sus subsistemas y un me- canismo de control que utiliza tres elementos básicos: entrada de información, que tendrá su especificidad en función del nivel de representación de la información; un sistema comparador, que analiza la información en relación con las experiencias pasadas del sujeto; y un sistema de salida, que traduce los resultados de la evaluación comparativa hacia un tipo determinado de respues- ta (Fig. 4) El input del primer componente corresponde al sistema sen- sorial y perceptual, y contendría un dominio para cada módulo específico. El análisis perceptual y su correspondiente respuesta pueden ser simples o complejos, pero siempre son conductas sobreaprendidas, automáticas y rápidas. Este tipo de procesos no Figura 4. Marco conceptual de Stuss.
Autorreferencia, metacognición
Salida ón Validació Comparador Valores Principios Entrada Representación mental abstracta
Funciones ejecutivas
Salida ón de mú ódulos Comparador Principios de organización Entrada Asociaciones Patrones complejos
Sen ón Conocimiento b o
exterior/interior
Salida Programa de acción (^) Comparador Hechos de referencia Entrada Sensopercepción
Figura 3. Esquema de Stuss y Benson.
Prefrontal
Prefrontal medial/basal
Posterior/ basal
Autoconciencia
Control ejecutivo
Conducta humana
FUNCIONES EJECUTIVAS
participa de la conciencia, por lo que podíamos denominarlos implícitos y son la base de muchos comportamientos que exhi- bimos en nuestra vida cotidiana. Este sistema no necesitaría la participación del córtex prefrontal. Durante la adquisición de una conducta compleja (como conducir), el córtex prefrontal debe mantenerse activo, pero cuando la conducta se interioriza o pasa a formar parte del repertorio conductual del individuo, la participación del córtex prefrontal disminuye. Esta descripción presenta muchas similitudes con el concepto de ‘programación de contienda’ de Shallice. El segundo componente de este sistema jerárquico se asocia con el control ejecutivo o función de supervisión de los lóbulos frontales. Las conexiones recíprocas entre las áreas de asocia- ción multimodal retrorrolándicas, el sistema límbico y el cerebro anterior proveen de las bases neurales necesarias para este con- trol ejecutivo. Estas FE de control se han dividido conceptual y experimentalmente en subfunciones específicas tales como an- ticipación, selección de objetivos y elaboración de planes. Este sistema se activaría ante situaciones novedosas, por lo que care- ce de acceso a respuestas rutinarias. Estas conductas, que en un principio precisan de control y deliberación, pasan posterior- mente a subsistemas donde pueden controlarse de forma auto- mática. El tercer componente de la jerarquía incorpora el con- cepto de autoconciencia y autorreflexión. Este componente se relacionaría con la capacidad de ser consciente de uno mismo y con la capacidad de reflejar en pensamientos y conductas patro- nes individuales y propios del yo. La autoconciencia, en este sentido, depende de los inputs que recibe de los sistemas sensorial-perceptual y de control ejecutivo, y su output influye en la naturaleza y el grado del control ejecutivo. En un artículo más reciente, Stuss y Alexander [56] recono- cen que nos encontramos con múltiples problemas para com-
prender las FE, ya que la mayoría de estu- dios presentan problemas metodológicos y conceptuiales: a) Las muestras de pacientes estudiados no siempre presentan lesiones fronta- les focales. b) No existe una definición unitaria de FE. c) La distinción entre procesos de con- trol automático y procesos de control consciente es insuficiente porque no logra explicar la complejidad de di- chos mecanismos de control. d) La diferencia entre tareas complejas (lóbulo frontal) y tareas simples (otras áreas cerebrales) no puede explicar la diferencia de funciones entre los ló- bulos frontales y otras regiones cere- brales. e) El principal papel de los lóbulos fron- tales puede tener relación con el com- ponente afectivo y emocional, desa- rrollo personal, juicio social y auto- conciencia.
EL SISTEMA ATENCIONAL SUPERVISOR Tanto Baddeley como Goldman-Rakic, cuando intentan explicar el funcionamiento del SEC recurren al modelo de sistema atencional supervisor (SAS). Así, en 1982, Norman y Shallice presentaron un modelo teórico de la atención en el contexto de la acción (Fig. 5), donde todo el comportamiento humano se mediatiza por ciertos esquemas mentales que especifican la inter- pretación de las entradas o inputs externos y la subsiguiente acción o respuesta. Para regular la relación entre estos esquemas, estos autores postulan la existencia de dos mecanismos adapta- tivos: el dirimente de conflictos (DC) –en inglés, contention scheduling– y el SAS [57-60]. El DC evalúa la importancia relativa de distintas acciones y ajusta el comportamiento rutinario con arreglo a ella, ya que este sistema de bajo nivel puede realizar acciones de rutina comple- jas. Así, cada conducta puede desencadenarse por un estímulo ambiental y, mediante un sistema de inhibición recíproca, la acción más activada ‘gana’: se lleva a cabo mientras el resto se suprimen temporalmente. Por sí mismo, un sistema de este tipo sólo es capaz de realizar conductas elicitadas por un estímulo; en ausencia de señales ambientales, el sistema se mantendrá inac- tivo o perseverará. Sin embargo, este sistema resulta muy útil para llevar a cabo acciones rutinarias aunque sean complejas, en la medida que estén lo bastante especificadas por el ambiente. Sin embargo, el mecanismo de dirimidor de conflictos se modula desde un nivel superior por el SAS, que se activa cuando la selección rutinaria de operaciones no resulta apropiada. Se trata de tareas novedosas donde no existe una solución conocida, hay que planificar y tomar decisiones o es preciso inhibir una respuesta habitual. El SAS puede modificar las fuerzas de acción rivales o puede activar un sistema de acción concreto cuando el modelo de estímulos ambientales no ha seleccionado ninguno. Por tanto, el SAS puede impedir una conducta perseverante, suprimir las respuestas a los estímulos y generar acciones nuevas en situaciones donde no se desencadena ninguna acción rutina-
Figura 5. Modelo de sistema atencional supervisor (SAS) de Shallice.
Sistema atencional supervisor
Percepción Sistemaefector
Información sensorial Respuestas
Dirimidor de conflictos
FUNCIONES EJECUTIVAS
organismo se ha visto implicado, clasificaciones de las con- tingencias de nuestra experiencia vital. Las zonas de conver- gencia localizadas en las cortezas prefrontales son, así, el depósito de representaciones disposicionales para las con- tingencias adecuadamente categorizadas y únicas de nuestra experiencia vital.
Como hemos señalado anteriormente, sin un sistema aten- cional y la memoria operativa no hay perspectiva de una activi- dad mental coherente y los MS no podrían operar porque no existiría un campo de actuación estable para que realizaran su función. Sin embargo, la atención y la memoria probablemente se requieren de manera habitual, incluso después de que el MS opere. Son necesarias para el proceso de razonamiento, durante el cual se comparan posibles resultados, se establecen ordena- ciones de dichos resultados y se elaboran inferencias. En esta hipótesis se propone que un estado somático –positivo o negati- vo–, causado por una determinada representación, opera no sólo como un marcador para el valor de lo representado, sino también como un amplificador para la atención y la memoria funcional continuadas. Los acontecimientos se energizan por señales indi- cativas de que el proceso ya se evalúa –positiva o negativamen- te– en función de las preferencias del individuo. La atribución y el mantenimiento de la atención y de la memoria se motivan, en primer lugar, por preferencias inherentes al organismo, y, des- pués, por preferencias y objetivos adquiridos sobre la base de las inherentes. En términos neuroanatómicos se sugiere que los MS, que operan en el ámbito biorregulador y social alineado con el sector ventromediano del córtex prefrontal, influyen sobre las opera- ciones de atención y de memoria operativa dentro del sector dorsolateral; de este sector dependen operaciones en otros ám- bitos del conocimiento. Esto deja abierta la posibilidad de que los MS, que surgen a partir de una contingencia determinada, expandan la atención y la memoria por todo el sistema cognitivo. Ya sea que concibamos que las FE se basan en la selección automática o que lo hagan en procesos de deducción lógica mediada por un sistema simbólico, o ambas, según Damasio no podemos ignorar el problema de orden y propone la siguiente solución: a) Si debe crearse orden entre las posibilidades disponibles, entonces éstas deben jerarquizarse. b) Si han de jerarquizarse, se precisa criterio. c) Los MS proporcionan criterios que expresan las preferencias acumulativas que hemos adquirido y recibido.
SOBRE LA EVALUACIÓN
DE LAS FUNCIONES EJECUTIVAS
Como señala Mesulam, ‘la evaluación de los cambios conduc- tuales asociados con lesiones del córtex prefrontal introduce di- ficultades adicionales, ya que estos cambios son excesivamente complejos, variables, difíciles de definir en términos técnicos e imposibles de cuantificar con los tests disponibles en la actuali- dad’ [66]. Una cuestión especialmente problemática es la evaluación de los déficit en el funcionamiento ejecutivo. Para valorar estos déficit ejecutivos se han propuesto múltiples pruebas o tests neuropsico- lógicos, que han mostrado, en líneas generales, su utilidad para detectar disfunciones del córtex prefrontal: test de clasificación de cartas de Wisconsin (WCST) [67], Stroop [68], Trail Making Test
[69], fluidez verbal fonética [70], fluidez de diseños [71], test de las torres [72], etc. Mientras estos tests han mostrado alguna sensibilidad para captar disfunción cerebral frontal, ninguno de ellos ha probado ser específico para medir disfunciones del sistema ejecutivo. Así, algunos pacientes con daño cerebral frontal ejecutan ade- cuadamente estas pruebas, mientras que otros pacientes con le- siones retrorrolándicas los pueden ejecutar de forma inadecua- da; a ello hemos de añadir la considerable variabilidad en la ejecución entre controles normales. Sin embargo, desde que en 1985 Eslinger y Damasio publi- caron el conocido caso de EVR [73,74], ha quedado patente que algunos pacientes con lesiones prefrontales pueden ejecutar las pruebas neuropsicológicas dentro de límites normales; a ello añadiríamos el trabajo de Anderson et al [75], los cuales demos- traron la falacia de la solidez de la relación existente entre la ejecución en los tests neuropsicológicos y la localización de la lesión. Examinaron a 91 pacientes mediante resonancia magné- tica (RM) y tomografía axial computarizada (TAC), verificaron lesiones cerebrales focales (49 frontales, 24 no frontales y 18 difusas) y no encontraron diferencias significativas entre grupos en la ejecución del WCST. Lo reseñado anteriormente conduce a plantearnos que cada paciente debe tratarse como un caso único, que requiere una explicación independiente; es decir, cada uno de ellos represen- taría un test independiente de la teoría cognitiva [76]. También hemos de reconocer la existencia de graves problemas para medir las FE, como son la complejidad de la estructura y funciona- miento del lóbulo frontal, la poca operatividad de su descripción , la estructura de los tests y de la situación de validez de pruebas, y, por último, el peso que se concede en la evaluación a lo cuan- titativo, y no tanto a los procesos de resolución implicados. No olvidemos que el objetivo de un test es provocar una conducta que –se supone– tiene su traducción en el funcionamiento coti- diano del individuo. En lo referente a la situación artificial de la validez de prue- bas, Acker [77] plantea una serie de diferencias entre esta situa- ción de laboratorio y la vida real: en la primera situación, la estructura la da el examinador, se centra en tareas concretas, el ambiente no es punitivo, la motivación la aporta el examinador, se da cierta persistencia del estímulo, no se enfatiza el fracaso, el ambiente se protege y no hay competencia. En la vida coti- diana es frecuente enfrentarse a tareas no estructuradas y es- pontáneas, la planificación es individual, la automotivación resulta necesaria, el estímulo no es persistente, se da cierto temor al fracaso, el medio se encuentra menos protegido y existe competencia. Todo lo expuesto nos lleva a plantearnos la validez ecológica de los tests neuropsicológicos que miden las FE, ya que esta validez ecológica se mediatiza por algunas premisas de gran relevancia, como son:
- Debe existir una relación funcional y predictiva entre ejecu- ción en test y conducta del paciente en situaciones de la vida real.
- Debemos asumir que las demandas son variadas e idiosincrá- sicas, resultado de su naturaleza específica.
- La interacción entre demanda y recursos del paciente puede compensar o exacerbar sus déficit.
- Las condiciones en la validez del test son determinantes para plantear la generalización.
- Los resultados obtenidos en los tests pueden generar falsas
J. TIRAPU-USTÁRROZ, ET AL
expectativas en cuanto al funcionamiento del sujeto en la vida real.
- La interacción examinador-paciente puede condicionar los resultados.
- Los protocolos utilizados y la extensión y complejidad de los tests pueden afectar a los resultados.
- Los rendimientos en los tests pueden verse afectados por una gran variedad de factores: toma de psicofármacos, ansiedad, déficit sensoriales, nivel cultural premórbido, etc.
La necesidad de una orientación más ecológica en la evalua- ción neuropsicológica de las FE ha dado relevancia a que, junto a la identificación de los principales procesos cognitivos impli- cados, resulta esencial la identificación del impacto de estos problemas en los aspectos funcionales de la vida diaria y la de- terminación de la capacidad que tiene el individuo para llevar una vida independiente, autónoma o con recursos personales para integrarse en una actividad profesional normalizada. En los últimos años se han desarrollado nuevos tests y prue- bas especialmente diseñadas para intentar valorar con más pre- cisión estos déficit ejecutivos. Se pueden citar, entre otros, el test de evaluación conductual del síndrome disejecutivo [78], el test de selección de clases [79], las tareas de ejecución dual [80,81], el test de preferencias [82], las tareas de juego [83], las tareas de planificación financiera [84], las pruebas de cambio [85] y el test de competencia cognitiva [86]. Además de estas pruebas, hoy día existe un gran consenso entre los profesiona- les respecto a la necesidad de utilizar cuestionarios fenomeno- lógicos que aporten información sobre el funcionamiento de estos pacientes; entre estos cuestionarios, nosotros aconseja- ríamos la escala de Iowa modificada [87] y la NRS –del inglés, Neurobehavioral Rating Scale – [88,89]. Cabe destacar, asi- mismo, la necesidad de interpretar con cautela los datos pro- porcionados por las pruebas de autoinforme o los cuestiona- rios. La dificultad para entender la complejidad de algunas afirmaciones y, sobre todo, la limitada capacidad de autocon- ciencia constituyen dos capacidades centrales asociadas a las funciones del córtex prefrontal, lo que puede afectar a la fiabi- lidad y validez de la información que proporcionan dichos cues- tionarios. A modo de sugerencias, podemos plantear las siguientes re- comendaciones: a) Los resultados de los tests y baterías neuropsicológicas de- ben considerarse como elementos complementarios e inte- grarlos en un marco comprensivo. b) La selección de los instrumentos de exploración neuropsico- lógica debe basarse en su capacidad para ofrecer informa- ción sobre los mecanismos subyacentes alterados, en su va- lidez ecológica, y deben ser sensibles a los avances que se producen. c) La evaluación neuropsicológica tienen que llevarla a cabo personas especializadas, que interpreten los datos en función de un corpus de conocimiento sólido sobre las relaciones entre cerebro y conducta.
Cripe [90], en un magnífico capítulo sobre validez ecológica de los tests neuropsicológicos que miden los déficit ejecutivos, elabora una lúcida reflexión sobre lo que él denomina ‘the mind data problem’ ; sugiere que la dificultad para medir el funciona- miento ejecutivo es un problema metafísico y epistemológico, ya que las puntuaciones en los tests constituyen meras represen-
taciones simbólicas reduccionistas. Los presupuestos básicos de Cripe son los siguientes:
- Objetos estáticos y simples pueden medirse con un razonable grado de fiabilidad.
- Las medidas no son el objeto, sino una representación sim- bólica de éste.
- Cuando los objetos estáticos son más complejos en su diseño y estructura, se dificulta más la medida.
- Los objetos en movimiento son más difíciles de medir.
- Múltiples objetos y realidades en continuo movimiento y que interactúen en un sistema dinámico son muy difíciles de medir y describir.
- Cuanto más complejas son las realidades que deseamos medir, más alta es la fiabilidad si empleamos múltiples medidas.
- Reducir una realidad compleja y dinámica a pequeñas reali- dades incompletas nos aparta de la comprensión de la reali- dad global.
- La realidad es más fácil de comprender cuanta más informa- ción y de más informadores la obtengamos.
- Los simples resultados en un test excluyen mucha informa- ción acerca de los procesos subyacentes en la conducta.
- El acto mental como producto de una interacción dinámica de múltiples y complejos sistemas dinámicos se conocerá mejor cuanta más información seamos capaces de recabar y de integrar en un modelo comprensivo.
UN MODELO INTEGRADOR
Hemos tomamos como base los modelos descritos y hemos intentado elaborar un esquema que refleje el funcionamiento ejecutivo y que recoja, a su vez, lo que entendemos como prin- cipales aportaciones de cada uno de los modelos. Para elaborar este modelo que figura a continuación nos hemos basado en los modelos de MT de Baddeley, las funciones jerarquizadas de Stuss y Benson, el SAS de Shallice y la hipótesis del MS de Damasio. Se puede entender como un modelo que explica el proceso al tener en cuenta los distintos componentes y sus subsistemas (Fig. 6). El primer componente representa el sistema sensorial y per- ceptual. Si el estímulo se reconoce al acceder a la memoria a largo plazo (declarativa o procedimental), las respuestas corres- pondientes pueden ser simples o complejas, pero siempre son conductas sobreaprendidas, automáticas y rápidas. Este tipo de procesos pueden darse sin la participación de la conciencia, por lo que serían implícitos y son la base de muchos comportamien- tos que exhibimos en la vida cotidiana. Un buen ejemplo de este primer componente es la conducción de un vehículo; ahora bien, ¿qué ocurre si vemos a un ciclista por el carril lateral, mientras en ese momento hablamos con nuestro compañero? Norman y Shallice sugieren que las decisiones a este nivel pueden tomarse de manera automática mediante el DC, por el cual algunas reglas simples sobre la importancia relativa de las tareas se incorporan al sistema y operan de forma automática. Nosotros entendemos que el DC actúa de forma rápida y con programas habituales, pero a través de la MT, que mantiene la imagen mental en la agenda visuoespacial u opera con el bucle fonológico. Estas conductas, al ser sobreaprendidas, no precisarían de la participa- ción del MS porque no dejan lugar a ‘la voluntad’, por lo que actuarían a través del ‘bucle como si’, compuesto por dispositi- vos neurales que nos ayudan a sentir ‘como si tuviéramos un estado emocional’, como si el cuerpo se activara o modificara.
J. TIRAPU-USTÁRROZ, ET AL
las funciones cognitivas de alto nivel. En este sentido, observa- mos que la definición es un tanto vaga e imprecisa allí donde el argumento de regresión al infinito se aplica perfectamente; es decir, para que el funcionamiento ejecutivo se ponga en acción, precisa de un ejecutivo interior previo, y así hasta el infinito [91]. En este sentido, también puede existir una creencia implícita e ingenuamente tautológica respecto al supuesto papel causal de los déficit ejecutivos en la ejecución de los tests frontales; si bien la relación entre ambos hechos parece más o menos contrastada, no resulta del todo admisible establecer una relación de causa- efecto si se sigue una argumentación del tipo ‘se ha producido una mala ejecución en las pruebas por la existencia de disfuncio- nes ejecutivas previas’, lo cual se asume y se demuestra ‘eviden- temente’ por la propia ejecución en los tests. Tal afirmación ejemplifica el error lógico definido por Aristóteles como ‘peti- ción de principio’. Otro aspecto conceptual relevante es el que plantea que las FE deben concebirse desde una perspectiva más ‘dimensional’ que ‘categorial’; así, uno debe preguntarse si estas funciones pueden verse afectadas en diferentes circunstancias, lo cual lle- varía a planear una inconsistencia del funcionamiento ejecutivo. En esta línea, Montgomery [92] señala que las personas afecta- das por daño cerebral muestran esta inconsistencia en su funcio- namiento ejecutivo en diferentes circunstancias; dicha inconsis- tencia debe atribuirse a una interacción de déficit neuropsicoló- gicos con otros factores de índole personal (pensamientos negativos, tensión, arousal , fatiga, síntomas físicos) y de situa- ción (demandas que requieren atención compleja, demandas de procesamiento rápido, distracciones externas o focalización de la atención en aspectos preferentes de la conciencia). Nosotros añadiríamos que no es necesario afectarse por un daño cerebral para que esto ocurra, ya que no resulta infrecuente encontrar a ponentes de un congreso que exceden su tiempo de intervención en muchos minutos o que no cambian el discurso en función del feedback externo que reciben. Como ya hemos señalado, se ha establecido una estrecha relación entre el córtex prefrontal dorsolateral y las FE, pero algunos autores [93-97] consideran la posibilidad de distinguir diferentes formas de funcionamiento disejecutivo en el contexto de las múltiples conectividades existentes entre el córtex pre- frontal y otras regiones corticales y subcorticales. Algunas de estas interacciones neurales asocian el córtex prefrontal con módulos de procesamiento en el córtex posterior como los lóbu- los temporal y parietal, estructuras límbicas como la amígdala y el hipocampo, el núcleo estriado, el cerebelo y los sistemas mo- noaminérgicos y colinérgicos ascendentes. En los últimos años se ha producido un importante avance en la comprensión de los sistemas neuronales y, en concreto, de los circuitos frontosub- corticales, clasificados de la siguiente manera [98]: a) Corteza prefrontal dorsolateral → núcleo caudado → globo pálido (lateral-dorsomedial) → tálamo → corteza prefrontal dorsolateral. b) Corteza orbital lateral → núcleo caudado → globo pálido (medial-dorsomedial) → tálamo → corteza orbital lateral. c) Corteza cingulada anterior → núcleo accumbens → globo pálido (rostrolateral) → tálamo → corteza cingulada anterior.
La aparición de las modernas técnicas de neuroimagen repre- sentan una oportunidad de progresar en la evaluación de las re- laciones entre el funcionamiento de las distintas áreas o regiones cerebrales y las diversas capacidades neuropsicológicas; es de-
cir, el uso de técnicas de neuroimagen in vivo ofrece nuevas posibilidades de intentar relacionar los cambios funcionales cerebrales con los déficit neuropsicológicos. Esta nueva aproxi- mación al sustrato anatómico de una realidad tan compleja como las FE, a través de estudios con técnicas de neuroimagen, plantea algunos problemas metafísicos que han de tenerse en cuenta [99]: a) ¿Qué relación existe entre el estado cerebral y sus manifes- taciones en el comportamiento? b) ¿Cómo pueden relacionarse las variaciones en neuroimagen con variaciones en medidas externas? c) ¿De un patrón de actividad cerebral ‘X’ resulta siempre un patrón de conductas ‘Y’? d) El estudio de neuroimagen en ausencia de hipótesis sólidas previas del funcionamiento cerebral puede llevar a la inter- pretación de los resultados en direcciones espúreas.
En esta línea de identificación del sustrato anatómico de las FE es importante considerar que estas funciones complejas de- ben entenderse como una realidad emergente. La emergencia aplicada al tema que nos ocupa puede entenderse como el fenó- meno por el cual, cuando una estructura alcanza un nivel deter- minado de complejidad, emergen nuevas propiedades que no eran posibles de predecir por muy bien que se analizaran compo- nentes de estructuras inferiores. En cada nivel de complejidad emergen nuevas propiedades y nuevas funciones, nuevas capa- cidades y nuevos trastornos, y tal vez las FE constituyen capa- cidades cognitivas que emergen cuando el ser humano adquiere la capacidad adaptativa de la anticipación. Desde un planteamiento cognitivo, la división conceptual de las capacidades ejecutivas en una serie de componentes precisa una mayor verificación. De hecho, son pocas las teorías, tanto neurofisiológicas como cognitivas, que se han acompañado de diseño de pruebas o tareas específicas que permitan estudiar, de forma aislada, cada uno de sus componentes. Esto parece lógico porque analizar cada uno de los componentes de las FE y su peso factorial es una tarea que puede generar cierta confusión, pues cuando se evalúa el funcionamiento ejecutivo se hace de forma conjunta con otras funciones; no es posible realizarlo de otro modo, tal vez porque no se estudia una función, sino el acto mental complejo por excelencia. Esta reflexión concuerda con las afirmaciones de Fodor [100], quien sugiere que los procesos de pensamiento de alto nivel –como los implicados en el razona- miento, la toma de decisiones, la formación de creencias, etc.–
Figura 7. Figura del elefante. SAS: sistema atencional supervisor
Memoria de trabajo SAS
Funciones ejecutivas Modelo jerárquico
Marcador somático
FUNCIONES EJECUTIVAS
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no son modulares, por lo que no son susceptibles de investiga- ción científica. Desde este punto de vista, podrá convenirse que las diversas definiciones de FE son descriptivas, pero no ayudan a comprender la etiología funcional de las actividades cognitivas que las sustentan, por lo que nos encontramos ante múltiples descripciones que no acaban de definir los procesos responsa- bles de una conducta ejecutiva. A pesar da la importancia de las FE en el funcionamiento cognitivo y conductual, hemos de reconocer que se trata de un constructo teórico todavía no suficientemente validado. Aún no se ha realizado un esfuerzo por consensuar una definición ope- rativa que sea de utilidad en la clínica y en la investigación; se observa que cada autor ‘arrastra’ el concepto hacia sus supuestos de partida. Los diferentes modelos expuestos en esta revisión llevan a plantear la posibilidad de que cuando dos profesionales se refie- ran al concepto de FE, tal vez no se refieran a lo mismo, en la medida en que cada uno de ellos se haya basado en diferentes fuentes conceptuales. Reconocer las FE desde el modelo de la MT de Baddeley, desde el modelo jerarquizado de las funciones mentales de Stuss y Benson, desde la hipótesis del MS de Dama- sio o desde el SAS de Norman y Shallice, supone acercarse a una misma realidad desde perspectivas diferentes; se obvia una parte de esa realidad, lo que puede compararse con la historia del elefante y los cuatro hombres ciegos [101]: el hombre ciego que se acerca y toca la trompa dirá que el elefante es como una serpiente pitón; otro que toca la pata afirmará que el elefante es como una columna; un tercero que se acerque a palpar la cola aseverará que los elefantes son como una fusta, etc. (Fig. 7). Esta revisión ha tratado de poner de relieve algunos de los problemas conceptuales que se plantean cuando uno desea acer- carse al conocimiento de la neuropsicología de las FE. Al con-
trario que en la neuropsicología ‘clásica’, no han podido desarro- llarse modelos con capacidad predictiva [91]. Los intentos de anclaje en modelos funcionales o en la localización cerebral terminan por sustituirse por constructos de corte psicológico, demasiado distantes de la neuropsicología tal y como la enten- demos. Este proceso de descripción y definición comporta pér- didas y transformaciones de información mediadas por teorías o supuestos de los que no se necesita ser consciente. Es cierto que conocemos mucho de moléculas, neuronas y circuitos, pero nadie podría discutir que también desconocemos verdaderamente cómo funciona el cerebro. Esto ha dado pie a esa intuición no claramente formulada denominada FE, que trata de desvelar, en el fondo, la lógica de los procesos cerebrales que subyacen a los procesos mentales. Como señala Habel, ‘las neu- rociencias carecen de una auténtica revolución, de la aparición de una gran teoría o descubrimiento, de un turning point que ilumine y oriente las investigaciones en una dirección novedosa, algo así como lo ocurrido en otras ciencias con los hallazgos de Copérnico, Newton, Einstein o Watson y Crick’ [102]. En el verano de 1848, Harlow [103] describió el caso de Phineas Gage, un trabajador eficiente y capaz que, tras sufrir un accidente que afectó a la región frontal de su cerebro, experimen- tó graves cambios en su personalidad. Este hecho deja entrever la existencia en el cerebro humano de sistemas dedicados al razonamiento y a las dimensiones personales y sociales del in- dividuo. Siglo y medio después, múltiples casos como el de Phineas Gage indican que algo en el cerebro humano concierne a la condición humana, como la capacidad de anticipar el futuro y de actuar en un mundo social complejo, el conocimiento de uno mismo y de los demás, y el control de la propia existencia. Tal vez la definición de las FE no es más que el inicio de un largo camino hacia lo desconocido.
FUNCIONES EJECUTIVAS
FUNCIONES EJECUTIVAS: NECESIDAD DE UNA INTEGRACIÓN CONCEPTUAL
Resumen. Introducción_. Los nuevos modelos de la neuropsicología cognitiva han generado un creciente interés por comprender los procesos cognitivos superiores y los sustratos neurales asociados a dichos procesos de alto nivel. En particular, las denominadas funcio- nes ejecutivas, consideradas como imprescindibles para controlar el procesamiento de la información y coordinar la conducta, han reci- bido un trato especial por parte de la literatura especializada en este tema._ Desarrollo_. Desde el trastorno obsesivo-compulsivo hasta la esquizofrenia, desde la enfermedad de Parkinson a la esclerosis múltiple, son numerosos los trabajos que indican la afectación de estas funciones en cualquier proceso mórbido. El papel que desem- peña la corteza prefrontal en la conducta humana en general y en las funciones ejecutivas en particular es una de las más importantes áreas de investigación de las neurociencias en la actualidad. Así, esta región cortical aparece íntimamente unida a los procesos ejecu- tivos y afecta a diversos aspectos del funcionamiento cognitivo. Memoria de trabajo, sistema atencional supervisor, marcador somá- tico, procesamiento de la información, planificación de la conducta y juicio social son procesos que se han ligado al funcionamiento de la corteza prefrontal como estructura y a los procesos ejecutivos como función._ Conclusiones_. Es propósito de este artículo realizar una revisión del concepto de funciones ejecutivas y plantear algu- nas reflexiones sobre la utilidad de dicho concepto y su aplicación práctica. Comprender la diferencia entre estructura y función, entre cognición y emoción, entre actividad cerebral y conducta, entre lo categorial y lo dimensional o entre mente y cerebro se nos antoja fundamental para lograr un mejor acercamiento a este concepto que todos utilizamos y que, en muchos momentos, tan difícil nos parece de comprender. [REV NEUROL 2002; 34: 673-85]_ Palabras clave. Funciones ejecutivas. Marcador somático. Memoria de trabajo. Modelo integrador. Sistema atencional supervisor. Sis- tema jerárquico.
FUNÇÕES EXECUTIVAS: NECESSIDADE DE UMA INTEGRAÇÃO CONCEPTUAL Resumo. Introdução_. Os novos modelos da neuropsicologia cog- nitiva geraram um crescente interesse por compreender os proces- sos cognitivos superiores e os substratos neuronais associados aos referidos processos de alto nível. Em particular, as assim cha- madas funções executivas, consideradas imprescindíveis para con- trolar o processo da informação e coordenar a conduta, recebe- ram tratamento especial por parte da literatura especializada neste tema._ Desenvolvimento_. Da perturbação obsessivo-compulsiva à esquizofrenia, da doença de Parkinson à esclerose múltipla, mui- tos são os trabalhos que indicam o envolvimento destas funções em qualquer processo mórbido. Por outro lado, o papel desempenha- do pelo córtex pré-frontal no comportamento humano em geral, e nas funções executivas em particular é presentemente uma das áreas de investigação mais importantes das neurociências. Assim, esta região cortical aparece intimamente unida aos processos exe- cutivos e afecta diversos aspectos do funcionamento cognitivo. Memória do trabalho, sistema atencional supervisor, marcador somático, processamento da informação, planificação da condu- ta, juízo social, são processos que se ligaram ao funcionamento do córtex pré-frontal, como estrutura e aos processos executivos, como função._ Conclusões_. A finalidade deste artigo é realizar uma revi- são do conceito de funções executivas e considerar algumas refle- xões sobre a unidade do referido conceito e sua aplicação na prática. Compreender a diferença entre estrutura e função, entre cognição e emoção, entre actividade cerebral e conduta, entre o categórico e o dimensional, ou entre mente e cérebro é fundamen- tal para conseguir uma aproximação deste conceito que todos utilizamos, e que em muitos momentos parece-nos difícil de com- preender. [REV NEUROL 2002; 34: 673-85]_ Palavras chave. Funções executivas. Marcador somático. Memória do trabalho. Modelo integrador. Sistema atencional supervisor. Sis- tema hierárquico.
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