Frontallappen: Anatomie und Funktionen (mit Bildern)

Der Frontallappen ist möglicherweise der Bereich des Gehirns, der den Menschen am meisten vom Rest der Tiere unterscheidet. Aus diesem Grund hat es besonderes Interesse bei Forschern geweckt, die mehrere Studien zu ihren Funktionen und ihrem Wirkungsmechanismus durchgeführt haben.

Der menschliche Frontallappen ist eng mit Funktionen verbunden, die ebenso wichtig sind wie die Sprache, die Steuerung motorischer Aktionen und die Exekutivfunktionen, sodass die Person bei einer Verletzung ernsthafte Probleme haben kann, auf die wir in diesem Artikel ebenfalls eingehen werden.

Neuroanatomie des Frontallappens

Lage

Bevor die Funktionen des Frontallappens erläutert werden, werden dessen Position und Anatomie beschrieben.

Das Gehirn besteht aus kortikalen Bereichen und subkortikalen Strukturen. Ich beginne mit den kortikalen Bereichen, da der Frontallappen einer von ihnen ist.

Die Großhirnrinde ist in durch Rillen getrennte Lappen unterteilt. Am bekanntesten sind die frontalen, parietalen, temporalen und okzipitalen Lappen, obwohl einige Autoren postulieren, dass es auch den limbischen Lappen gibt (Redolar, 2014).

Die Kortikalis ist in zwei Hemisphären unterteilt, die rechte und die linke, so dass die Lappen in beiden Hemisphären symmetrisch vorhanden sind, mit einem rechten Frontallappen und einem linken Lappen, einem rechten und einem linken Parietallappen und so weiter. .

Die Gehirnhälften sind durch die interhemisphärische Fissur getrennt, während die Lappen durch verschiedene Rillen voneinander getrennt sind.

Der Frontallappen reicht vom vordersten Teil des Gehirns bis zum Rolando-Spalt (oder dem zentralen Spalt), an dem der Parietallappen beginnt, und seitlich bis zum Sylvian-Spalt (oder dem lateralen Spalt), der den Temporallappen trennt.

Was die Anatomie des menschlichen Frontallappens anbelangt, so kann man sagen, dass er sehr voluminös und pyramidenförmig ist. Es kann in präzentralen und präfrontalen Kortex unterteilt werden:

1. Der präzentrale Kortex setzt sich aus dem primären Motorkortex (Bereich 4 von Brodmann), dem prämotorischen Kortex und dem zusätzlichen Motorkortex (Bereich 6 von Brodmann) zusammen. Diese Zone ist im Wesentlichen motorisch und steuert die phasischen Bewegungen des Körpers (Programmierung und Einleitung der Bewegung) sowie die Bewegungen, die zur Erzeugung von Sprache und Haltung sowie zur Orientierung des Körpers erforderlich sind.
2. Der präfrontale Kortex ist die Assoziationszone, setzt sich aus dorsolateralem, ventrolateralem und orbitofrontalem Kortex zusammen und seine Funktionen hängen mit dem Exekutivsystem zusammen, wie z. B. der Kontrolle und Verwaltung von Exekutivfunktionen.

Der Frontallappen und insbesondere der präfrontale Kortex sind die am weitesten mit dem Rest des Gehirns verbundenen kortikalen Bereiche. Die Hauptverbindungen sind die folgenden:

1. Kortiko-kortikale frontale Verbindungen . Empfangen und senden Sie Informationen an den Rest der Lappen. Am wichtigsten sind die frontotemporalen Verbindungen, die mit der audiovisuellen und frontoparietalen Aktivität zusammenhängen und mit der Steuerung und Regulierung der kutan-kinästhetischen Empfindlichkeit und des Schmerzes zusammenhängen.
2. Kortiko-subkortikale frontale Verbindungen .
   • Fronto-Thalamus-Verbindungen.
     • Zentrallaterale Thalamuskerne, die sich mit der präzentralen Kortikalis verbinden.
     • Dorsomedialer Thalamuskern, der mit der präfrontalen Kortikalis in Verbindung steht und in gewisser Weise mit dem Gedächtnis zusammenhängt.
     • Vorderer ventraler Thalamuskern, der mit dem limbischen frontalen Cortex (cingulierter Bereich) verbunden ist.
   • Fronto-limbische Verbindungen. Sie erleichtern die emotionale und affektive Regulation durch neuroendokrine und neurochemische Sekrete.
   • Fronto-basale Schaltkreise. In diesen Kreisläufen sind einige Abschnitte des Frontallappens mit dem gestreiften, dem blassen Globus und dem Thalamus verbunden:
     • Motorschaltung zur Steuerung von Bewegungen.
     • Okulomotorischer Kreislauf, der sich auf die Beziehung zwischen unseren Bewegungen und der Position von Objekten bezieht, die durch das Sehen identifiziert werden.
     • Dorsolateraler präfrontaler Kreislauf im Zusammenhang mit exekutiven Funktionen.
     • Präfrontaler Kreislauf, bezogen auf emotionale Reaktionen.

Grob gesagt empfängt der Frontallappen Eingaben aus den Bereichen, die für die sensorische Verarbeitung von Informationen zuständig sind, und sendet Ausgaben an die Bereiche, die für die Reaktion zuständig sind, insbesondere an den Motor.

Der präfrontale Kortex

Der präfrontale Kortex ist der letzte Bereich, der sich im Frontallappen und im Gehirn im Allgemeinen entwickelt. Dieser Bereich ist besonders wichtig, da er Funktionen erfüllt, ohne die wir bei unseren täglichen Aktivitäten, wie der Planung und Organisation künftiger Verhaltensweisen, nicht effektiv wären.

Es hat eine Pyramidenform, wie der Frontallappen, und hat ein Innen-, ein Außen- und ein Innenlappen.

In Bezug auf die Verbindungen, die es mit den übrigen Strukturen herstellt, gibt es drei Hauptstromkreise:

1. Dorsolateraler präfrontaler Kreislauf . Es geht in den dorsolateralen Bereich des Schwanzkerns. Von hier aus verbindet es sich mit dem blassen dorsomedialen Globus und mit der schwarzen Substanz. Diese projizieren die dorsomedialen und ventral-anterioren Thalamuskerne und kehren von dort in den präfrontalen Kortex zurück.
2. Orbitofrontaler Kreislauf . Es ragt zum ventromedialen Schwanzkern, dann zum blassen Globus und zur ventro-medialen schwarzen Substanz, von dort gelangt es zum ventral-anterioren und dorsal-medialen Thalamuskern und kehrt schließlich zum präfrontalen Kortex zurück.
3. Vorheriger cingulierter Stromkreis . Es ragt in das ventrale Striatum hinein, dieses hat Verbindungen zum blassen Globus, zum ventralen Tegmentbereich, zur Habenula, zum Hypothalamus und zur Amygdala. Schließlich kehrt es zum präfrontalen Kortex zurück.

Diesem Bereich werden Funktionen zur Strukturierung, Organisation und Planung des Verhaltens zugewiesen. Der Patient erleidet die folgenden Ausfälle, wenn dieser Bereich verletzt ist:

• Fehler in der selektiven Kapazität.
• Ausfälle bei anhaltender Aktivität.
• Defizite in der Assoziationsfähigkeit oder in der Begriffsbildung.
• Defizite in der Planungskapazität.

Frontallappenfunktionen

Der Frontallappen erfüllt mehrere Funktionen, die sich wie folgt zusammenfassen lassen:

• Ausführende Funktionen:
  • Virtuelle Simulation des Verhaltens, das durch Erfahrungen und vorheriges und stellvertretendes Lernen durchgeführt werden soll.
  • Festlegen eines Ziels und der Schritte, die ausgeführt werden müssen, um das Ziel zu erreichen.
  • Planung, Koordination und Umsetzung der zur Zielerreichung notwendigen Verhaltensweisen.
  • Beibehaltung der Ziele während des gesamten Prozesses bis zum Erreichen des Ziels. Hier geht es um das Arbeitsgedächtnis und die anhaltende Aufmerksamkeit.
  • Hemmung anderer Reize, die nichts mit dem Ziel zu tun haben und diese möglicherweise stören.
  • Koordination aller notwendigen Systeme zur Durchführung der notwendigen Handlungen, wie sensorische, kognitive und verhaltensbezogene.
  • Analyse der erzielten Ergebnisse und ggf. Modifikation der Verhaltensmuster anhand dieser Ergebnisse.
• Soziale Funktionen:
  • Rückschluss auf die Absichten und Gedanken anderer. Diese Fähigkeit nennt man Theorie des Geistes.
  • Reflexion über unser Wissen, unsere Interessen und unsere Fähigkeit, diese zu kommunizieren.
• Emotionale Funktionen:
  • Kontrolle über verstärkende Reize, um uns zu motivieren, die kognitiven Prozesse und Verhaltensweisen auszuführen, die wir ausführen sollten.
  • Regulierung von Impulsen.
  • Gefühlsbewusstsein.
• Motorfunktionen:
  • Sequenzierung, Koordination und Ausführung von Motorverhalten.
• Sprachliche Funktionen:
  • Fähigkeit, die Sprache anderer zu verstehen und unsere eigene zu produzieren.

Als nächstes werden die Exekutivfunktionen aufgrund ihrer großen Bedeutung für den Menschen ausführlicher beschrieben.

Exekutive Funktionen

Exekutivfunktionen könnten als der letzte Schritt in der Steuerung, Regulierung und Richtung des menschlichen Verhaltens definiert werden. Dieses Konzept geht zum ersten Mal aus der Hand von AR Luria im Jahr 1966 in seinem Buch Higher Cortical Function in Man (zitiert in León-Carrión & Barroso, 1997) hervor.

Lezak hat diesen Begriff in der amerikanischen Psychologie populär gemacht. Dieser Autor hebt den Unterschied zwischen exekutiven und kognitiven Funktionen hervor und erklärt, dass, obwohl kognitive Funktionen Schaden erleiden, wenn die exekutiven Funktionen korrekt funktionieren, die Person weiterhin unabhängig, konstruktiv autark und produktiv sein wird (zitiert in León-Carrión & Barroso, 1997).

Die ausführenden Funktionen bestehen aus vier Komponenten:

1- Formulierung von Zielen . Es ist der Prozess, durch den Bedürfnisse bestimmt werden, was gewünscht wird und was in der Lage ist, das zu erreichen, was gewünscht wird. Wenn eine Person diese Funktion geändert hat, kann sie nicht überlegen, was sie tun soll, und es treten Schwierigkeiten beim Starten von Aktivitäten auf.

Diese Veränderungen können ohne die Notwendigkeit einer Hirnschädigung auftreten, einfach bei schlechter Organisation im präfrontalen Lappen.

2- Planung Es ist verantwortlich für die Festlegung und Organisation der notwendigen Schritte zur Durchführung einer Absicht.

Dieser Prozess erfordert bestimmte Fähigkeiten, wie z. B .: Veränderungen unter den gegenwärtigen Umständen zu konzipieren, sich in der Umwelt zu entwickeln, die Umwelt objektiv zu sehen, Alternativen zu konzipieren, Wahlen durchzuführen und eine Struktur zur Durchführung des Plans zu entwickeln.

3- Umsetzung von Plänen. Es wird als die Handlung interpretiert, komplexe Verhaltensweisen auf ganzheitliche und geordnete Weise zu initiieren, aufrechtzuerhalten, zu verändern und in Abfolgen zu bringen.

4- Effektive Ausführung. Es ist die Bewertung, die auf den Zielen und Ressourcen basiert, die zur Erreichung dieser Ziele verwendet werden.

Das Lehrsystem ist sehr wichtig für die korrekte Konfiguration von Exekutivfunktionen, da sich diese Funktionen bereits in der Kindheit ab dem ersten Lebensjahr entwickeln und erst in der Pubertät oder später reifen.

Die exekutiven Funktionen hängen hauptsächlich mit der präfrontalen Kortikalis zusammen, aber einige Studien, die mit der PET (Positronenemissionstomographie) durchgeführt wurden, zeigen, dass ein anderer Teil des Gehirns die Aktivität übernimmt, um das Gewebe zu "befreien" präfrontaler Kortex und dass es sich um die Ausführung anderer Funktionen kümmern kann.

Executive Performance Evaluation

Die am häufigsten verwendeten Techniken zur Bewertung des Exekutivsystems sind:

• Wisconsin Kartensortiertest . Test, bei dem der Patient eine Reihe von Karten auf verschiedene Arten klassifizieren muss, wobei jedes Mal eine andere Kategorie verwendet wird. Fehler in diesem Test würden Probleme bei der Bildung von Konzepten bedeuten, die auf Verletzungen im linken Frontallappen zurückzuführen sein könnten.
• Der Turm von Hanoi-Sevilla . Dieser Test wird verwendet, um komplexe Fähigkeiten zur Problemlösung zu untersuchen.
• Labyrinthtests . Diese Tests liefern Daten zu den höchsten Ebenen der Gehirnfunktion, die Planung und Voraussicht erfordern.
• Konstruktionsspielzeug Hierbei handelt es sich um unstrukturierte Tests, die zur Bewertung von Exekutivfunktionen verwendet werden.

Funktionsstörungen des Frontallappens

Der Frontallappen kann durch Traumata, Herzinfarkte, Tumore, Infektionen oder die Entwicklung einiger Störungen wie neurodegenerative oder Entwicklungsstörungen geschädigt werden.

Die Folgen einer Schädigung des Frontallappens hängen von der beschädigten Stelle und dem Ausmaß der Verletzung ab. Das Syndrom ist aufgrund einer Schädigung des Frontallappens besser bekannt als das präfrontale Syndrom, das weiter unten beschrieben wird.

Das präfrontale Syndrom

Die erste gut dokumentierte Beschreibung eines Falls dieses Syndroms war die von Harlow (1868) über den Fall von Phineas Gage. Dieser Fall wurde im Laufe der Zeit weiter untersucht und ist heute einer der bekanntesten auf diesem Gebiet Psychologie (zitiert in León-Carrión & Barroso, 1997).

Phineas arbeitete an den Gleisen eines Zuges, als er einen Unfall hatte, als er Schießpulver mit einer Eisenstange verdichtete.

Es scheint, dass ein Funke zum Schießpulver kam und es explodierte, indem es die Eisenstange direkt auf seinen Kopf warf. Phineas erlitt eine Läsion im linken Frontallappen (speziell im medialen Orbitalbereich), war aber noch am Leben, obwohl er noch Fortsetzungen hatte.

Die wichtigsten Veränderungen aufgrund der erlittenen Verletzung waren vermehrte Impulse, Kontrollschwierigkeiten und Schwierigkeiten beim Planen und Organisieren.

Menschen mit dem verletzten präfrontalen Kortex zeigen Veränderungen der Persönlichkeit, der motorischen Fähigkeiten, der Aufmerksamkeit, der Sprache, des Gedächtnisses und der exekutiven Funktionen.

Persönlichkeitsveränderungen

Nach Ardila (zitiert in León-Carrión & Barroso, 1997) gibt es zwei Möglichkeiten, die durch dieses Syndrom verursachten Persönlichkeitsveränderungen zu beschreiben:

1. Aktivierungsänderungen für die Aktion. Patienten neigen dazu, teilnahmslos und desinteressiert zu sein, deshalb tun sie alles mit Zurückhaltung und sind nicht sehr proaktiv.
2. Änderungen in der Art der Antwort. Die Reaktion des Patienten ist nicht anpassungsfähig, sie entspricht nicht dem Reiz, der ihm präsentiert wird. Zum Beispiel können sie eine Prüfung ablegen und die Kleidung auswählen, die sie zu lange tragen, anstatt zu lernen.

Änderungen in der Motricity

Unter den Veränderungen der motorischen Fähigkeiten finden wir:

• Neugeborenenreflexe Es scheint, als ob die Patienten involuziert und zurückgekehrt sind, um die Reflexe zu haben, die die Babys haben, und sie sind mit der Entwicklung verloren. Die üblichsten sind:
  • Reflexion von Babinski. Dorsale Tonic Extension des großen Zehs.
  • Greifreflex. Schließen Sie die Handfläche, wenn etwas darauf trifft.
  • Reflexion der Absaugung.
  • Palmomentonischer Reflex. Das Berühren der Handfläche löst Bewegungen im Kinn aus.
• Wiederholen Sie die Aktionen des Prüfers.
• Sie reagieren übertrieben auf Reize.
• Desorganisation des Verhaltens.
• Wiederholen Sie die gleiche Bewegung immer wieder.

Änderungen in der Aufmerksamkeit

Die Hauptveränderungen treten in der Orientierungsreaktion auf, Patienten haben Defizite, sich an den Reizen zu orientieren, die sie zu Hause zu der Zeit haben sollten, und den Anweisungen des Untersuchers zu folgen.

Sprachänderungen

Die charakteristischsten sind:

• Transkortikale motorische Aphasie. Die Sprache ist sehr begrenzt und auf kurze Sätze reduziert.
• Subvokale Sprache. Veränderungen im Sprachgerät, wahrscheinlich aufgrund von Aphasie, so dass die Person seltsam spricht.
• Kommission von Benennungsfehlern, wie man vor Fragmenten des Stimulus und nicht des Stimulus in der Welt durchhält und reagiert.
• Sie reagieren besser auf visuelle als auf verbale Reize, weil sie das Verhalten durch Sprache schlecht kontrollieren können.
• Sie können kein zentrales Gesprächsthema aufrechterhalten.
• Fehlen von Verbindungselementen, um Formen zu geben und die logische Sprache zu bilden.
• Konkretismus. Sie geben konkrete Informationen, ohne sie in einen Kontext zu setzen, was es dem Gesprächspartner erschweren kann, diese zu verstehen.

Änderungen im Gedächtnis

Die Frontallappen spielen eine wichtige Rolle im Gedächtnis, insbesondere im Kurzzeitgedächtnis. Patienten mit Läsionen im Frontallappen weisen Probleme bei der Speicherung und Beibehaltung des Gedächtnisses auf. Die häufigsten Veränderungen sind:

• Zeitliche Organisation des Gedächtnisses. Patienten haben Probleme, Ereignisse im Laufe der Zeit zu bestellen.
• Amnesien, insbesondere bei Verletzungen im Orbitalbereich.

Veränderungen in Führungsfunktionen

Die exekutiven Funktionen sind bei Patienten mit frontalen Läsionen am stärksten betroffen, da eine komplexe Ausarbeitung und die Integration und Koordination mehrerer Komponenten für die korrekte Durchführung erforderlich sind.

Menschen mit einem Frontalsyndrom sind nicht in der Lage, ein Ziel zu formulieren, Maßnahmen ordnungsgemäß zu planen, durchzuführen und die erzielten Ergebnisse zu analysieren. Diese Defizite hindern sie daran, ein normales Leben zu führen, da sie ihre Arbeit / Schule, Familie, soziale Aufgaben beeinträchtigen ...

Obwohl die beschriebenen Symptome am häufigsten auftreten, sind ihre Merkmale nicht universell und hängen sowohl von den Patientenvariablen (Alter, prä-krankhafte Leistung ...) als auch von der Verletzung (spezifischer Ort, Größe ...) und dem Verlauf des Syndroms ab.

Typische Syndrome

Die Kategorie der Frontalsyndrome ist sehr breit und umfasst eine weitere Reihe von Syndromen, die sich je nach Verletzungsgebiet unterscheiden.

Cummings (1985) beschreibt drei Syndrome (zitiert in León-Carrión & Barroso, 1997):

1. Orbitofrontales Syndrom (oder Enthemmung). Es zeichnet sich durch Enthemmung, Impulsivität, emotionale Labilität, mangelndes Urteilsvermögen und Ablenkung aus.
2. Frontales (oder apathisches) Konvexitätssyndrom . Sie ist gekennzeichnet durch Apathie, Gleichgültigkeit, psychomotorische Behinderung, Impulsverlust, Abstraktion und schlechte Kategorisierung.
3. Frontallappensyndrom (oder akinetisches Frontallappensyndrom). Es ist gekennzeichnet durch einen Mangel an spontanen Gesten und Bewegungen, Schwäche und Gefühlsverlust in den Extremitäten.

Imbriano (1983) fügt der von Cummings ausgearbeiteten Klassifikation zwei weitere Syndrome hinzu (zitiert in León-Carrión & Barroso, 1997):

1. Polares Syndrom Produziert durch Verletzungen im Orbitalbereich. Es ist gekennzeichnet durch Veränderungen der intellektuellen Kapazität, zeitlich-räumliche Desorientierung und mangelnde Selbstkontrolle.
2. Splendal-Syndrom. Produziert von linken medialen Läsionen. Gekennzeichnet durch Veränderungen des affektiven Gesichtsausdrucks und der affektiven Gleichgültigkeit, Denkstörungen und Sprachveränderungen.