Coneixem-nos! _ Les funciones executives

Què són les funcions executives?

Les funcions executives (FE) comporten aquells processos que permeten a un individu controlar i regular el seu comportament. Aquest procés implica generar, supervisar, regular, executar i reajustar la conducta per a aconseguir un objectiu complex, especialment si és considerat una novetat i requereix d’una solució creativa. Els neurocientífics plantegen que les FE són un sistema format per un conjunt de subsistemes que realitzen funcions aïllades per sí sols, però que s’integren de forma complexa entre ells[1]. En aquest sentit, diversos investigadors han trobat un desenvolupament piramidal en el qual el desenvolupament de les FE més bàsiques - com el control inhibitori - formen la base del desenvolupament de FE més complexes - com la memòria de treball o la flexibilitat mental -[2].

Actualment hi ha diferents models teòrics que intenten explicar el funcionament executiu els quals es podrien classificar en quatre grups:

• Models de processament múltiple basats en la noció de modulació jeràrquica de dalt a baix (top-down)[3]. Aquests models proposen que la principal funció del sistema executiu és la resolució de situacions noves mitjançant l’emmagatzematge de programes rutinaris o activats “per defecte” i la generació, aplicació i ajustament de nous esquemes de cognició - acció. Des d’aquest enfocament, el sistema executiu seria encarregat de detectar desajustaments en l’aplicació d’esquemes sobre apresos que s’activen per defecte davant situacions habituals, contenir aquests esquemes i promoure la posada en marxa d’una sèrie d’operacions dirigides a identificar el nou objectiu, generar solucions alternatives, estimar el seu potencial d’eficàcia i permetre reajustaments en qualsevol fase de l’aplicació.
• Models d’integració temporal orientada a l’acció relacionats amb el constructe de memòria de treball[4]. Aquest model té en comú el fet que considera que la principal funció del sistema executiu és el manteniment i la manipulació d’informació en la memòria de treball per a projectar-la cap a una acció dirigida.
• Models que assumeixen que les FE contenen representacions específiques, relacionades amb seqüències d’acció orientades a objectius[5]. En aquest model, es proposa que el sistema executiu gestiona la informació a través de la memòria de treball i que a més, conté representacions complexes que vinculen la percepció amb l’acció, el que s’anomena “complex estructurat de successos”, que comporten una sèrie de successos estructurats de forma seqüencial, que conformen una activitat orientada a un objectiu i que inclouen representacions sobre normes socials o morals. La diferència principal en aquest cas radica en el fet que el sistema executiu, a banda de ser un gestor d’informació, també n’és un dipòsit, concretament de successos estructurats, que el diferencia d’altres sistemes d’emmagatzematge -sistemes de memòria - i de gestió de la informació - sistemes atencionals -.
• Models que aborden aspectes específics del funcionament frontal executiu. Aquest model fa referència a mecanismes molt més complexos, com la teoria de la porta d’entrada, on es proposa que el pol frontal (àrea 10) és una estructura clau en l’habilitat per transitar entre informació orientada als estímuls ambientals i la informació independent d’aquests, i centrada en pensaments i plans autogenerats i automantinguts a través de la reflexió[6]. Això implicaria que el sistema executiu podria alternar entre un mode de processament “per defecte”, la “brain default network” i un mode de processament “controlat”, i que el desajustament entre aquests processos pot generar alteracions en la planificació, detecció d’errors i flexibilitat, entre altres[7]. Es creu a més que aquesta “àrea 10” faria d’interruptor que desconnecta els hàbits i posa en marxa la cerca de noves solucions. Aquest fet suposaria resoldre parcialment la qüestió dels models jeràrquics explicada en el primer punt.

Un altre exemple seria la teoria del marcador somàtic, que proposa que la porció frontal anterior medial és bàsica en processos de presa de decisions, integrant la informació contextual, episòdica i interoceptiva per seleccionar l’elecció més adaptativa en funció de la nostra història personal, les nostres motivacions i els nostres objectius futurs[8]. 

L’aportació més gran d’aquest model és la incorporació del processament de la informació motivacional i interoceptiva als processos cognitius superiors, ajudant a explicar patologies neurològiques i psicopatològiques com el dolor crònic o l’addicció[9].

Quines són les funcions executives segons la neuropsicologia?

• Raonament: implica utilitzar la informació disponible i trobar-hi possibles connexions.
• Planificació: elaboració de plans d’actuació.
• Fixació de metes: ens permet decidir com utilitzar el nostre temps i esforç i cap a on dirigir la nostra conducta. Es troba vinculada a la motivació.
• Presa de decisions: ens permet escollir davant múltiples opcions.
• Inici i finalització de tasques: iniciar tasques suposa un esforç cognitiu important, a l’igual que acabar la tasca iniciada.
• Organització: implica agrupar i estructurar la informació de manera útil i eficient.
• Inhibició: ens permet aturar una conducta i resistir impulsos concrets.
• Monitorització: és l’habilitat de mantenir l’atenció sobre una tasca i regular el què i el com estem ho fent.
• Memòria de treball verbal i no verbal: és la capacitat d’emmagatzemar informació de manera que puguem utilitzar-la més endavant tant de manera verbal com no verbal.
• Anticipació: implica preveure els resultats d’una acció i les seves conseqüències.
• Flexibilitat: ens permet canviar la manera d’actuar o pensar davant possibles canvis ambientals.

Anatòmicament les FE, estan vinculades a l’activitat de l’escorça prefrontal (EPF) i a l’escorça cingulada (EC) entre altres regions.

Estudis de neuroimatge funcional han demostrat que les FE requereixen de la participació conjunta de sistemes dinàmics integrats per l’escorça prefrontal, diferents regions corticals posteriors i altres estructures paralímbiques - hipocamp, amígdala o insula - i basals - ganglis basals i tronc de l’encèfal -. En aquest sentit, recollirem les principals evidències que relacionen funció cognitiva i localització a l’encèfal de les principals FE a partir de diferents estudis de neuroimatge funcional, estudis de lesions i models computacionals i psicomètrics:

• S’ha relacionat l’àrea motora presuplementària, el gir frontal inferior i el nucli subtalàmic en processos d’inhibició de resposta (Aron et , 2007; Picton et al., 2007, Simmonds et al., 2007).
• S’ha vist que l’escorça prefrontal ventromedial, l’escorça prefrontal dorsolateral i la insula intervenen en processos de presa de decisions (Bechara et al., 2000; Clark et al., 2008; Fellows y Farah, 2005).
• Components de la memòria de treball i flexibilitat has estat associats de manera menys específica amb diferents regions del córtex prefrontal lateral i les seves connexions parietals i temporals.

Sistema de control executiu desenvolupat per Donald Stuss.

Com es desenvolupen les Funcions Executives?

Segons un metanàlisi de 2014 es va determinar quin és el desenvolupament per etapes de les FE, fent patent el fet que aquestes es desenvolupen de forma piramidal:

FE de desenvolupament molt primerenc

• La selecció d’una opció en base al fet de rebre un possible premi o càstig (selecció de risc o presa de decisió de risc) s’ha demostrat competent en edats compreses entre els 4 i 5 anys (Crone & Van der Molen, 2004; Crone, Bunge, Latenstein & van der Molen, 2005; Kerr & Zelazo, 2003; Zelazo & Muller, 2002). S’ha vist que nens de 8 anys són tant competents en aquest tipus de seleccions com adolescents i adults (Hooper et al., 2004; Overman et al., 2004; van Leijenhorst et al., 2008).

FE de desenvolupament primerenc

• La capacitat de control inhibitori reflexa el domini sobre les activacions automàtiques com una forma preferencial de processament. Els mecanismes de control inhibitori sobre les respostes de processament automatitzades assoleixen el seu màxim desenvolupament entre els 9 i els 10 anys (Best & Miller, 2010), a partir de la qual, no s’han trobat diferències significatives comparant-ho amb adolescents o adults joves (León-Carrión, García-Orza & Pérez-Santamaría, 2004; Wright & Wanley, 2003). El desenvolupament del control inhibitori permet als nens realitzar tasques mentals que requereixen processar informació que competeix entre sí, per exemple, seleccionar la millor resposta entre vàries opcions, permetent inhibir respostes impulsives que no són òptimes. D’aquesta manera poden prendre’s temps per analitzar i seleccionar la millor resposta possible o el processament més òptim per a resoldre una tasca.
• En el camp del desenvolupament semàntic, s’ha observat que la capacitat de classificació per analogies (semblances) presenta un desenvolupament molt important entre els 8 i 14 anys, degut al progressiu desenvolupament d’una major capacitat per a discriminar i analitzar a través de la percepció, trets i característiques dels objectes que comparen. (Thibaut, French & Vezneva, 2010).

FE de desenvolupament intermèdies

• S’ha vist que la capacitat de memòria de treball visuoespacial seqüencial adquireix el seu màxim potencial als 12 anys (Luciana & Nelson, 2002). Ara bé, si la informació només ha de ser retinguda i no manipulada seqüencialment, el màxim potencial és adquirit als 9 anys sense diferències significatives fins als 20 anys (Luciana, Conklin, Hooper & Yarger, 2005). La capacitat de planificació visuoespacial – capacitat de resolució de laberints, per exemple- s’accelera fortament en la infància i assoleix el seu màxim desenvolupament als 12 anys (Levin, Song, Swing-Cobbs & Rober-son, 2001).

• La capacitat de flexibilitat mental, que es desenvolupa gradualment durant la infància i adquireix la seva màxima expressió al voltant dels 12 anys (Anderson, 2001; Cinan, 2006), consisteix en la capacitat d’inhibir una estratègia cognitiva o una acció de manera que permeti generar una resposta alternativa per tal d’afrontar una situació de manera eficient i flexible, sobretot si aquesta situació és de naturalesa canviant o es presenta de forma imprevista. El control d’esquemes interns d’acció o pensament (és a dir, com creiem que ens hem de comportar o què pensem que hem de fer davant una situació–per exemple parlar amb calma davant d’una situació de tensió-) possibilita la generació d’alternatives per a solucionar certes situacions o millorar la capacitat cognitiva.

• La capacitat per a controlar la memòria de manera estratègica depèn principalment del control executiu (Fernández-Duque, Baird & Posner, 2000). La capacitat de memorització estratègica requereix la implementació d’esforç mental i de recursos cognitius dirigits a millorar el desenvolupament de la capacitat de memorització – aprenentatge (Bjorklund, Dukes & Douglas, 2009). A més del control executiu, es requereix de la capacitat de metacognició (Roebers, von der Linden, & Howie, 2007), ja que el control metacognitiu s’exerceix a partir del coneixement de les capacitats pròpies, que permeten que puguem controlar i millorar els nostres processos cognitius –llenguatge, memòria, pensaments, etc.- (Shimamura, 2000).

Es considera que la aparició i desenvolupament de la memòria estratègica és un dels component més importants de la memòria, i que la infància és el període amb major desenvolupament de la memòria declarativa (Schneider, 2002), essent els principals factors d’aquest progrés, la monitorització i el control (Ghetti, Lyons, Lazzarin & Cornoldi, 2008). S’ha observat que als 7 anys, els infant poden implementar estratègies de memorització eficients (Roebers, 2006), tot i que aquesta eficiència s’observa més clarament a partir dels 8 anys (Lange, Guttentag & Nida, 1990; Schneider, Kron, Hünnerkopf & Krajewski, 2004). Per exemple, entre els 10 i 11 anys, ja és evident el fet d’agrupació semàntica en la tasca de codificació de paraules, adquirint el màxim desenvolupament al voltant dels 12 anys (Roebers, 2006).

• La selecció i seqüenciació d’esquemes d’acció – allò que creiem que hem de fer en una situació concreta- que requereix la realització d’accions contràries i planificades de forma seqüencial a les que faríem en un primer moment conformen la capacitat de planificació seqüencial (Goldberg, 2001; Luria, 1986).

S’ha comprovat que aquesta és la FE de desenvolupament intermig que més triga a adquirir la seva màxima expressió, als 15 anys aproximadament (Welsh, 1991).

En conjunt, aquestes FE de desenvolupament intermèdies permeten als nens escolars processar i manipular de forma mental una major quantitat d’informació, el que fa possible la construcció d’esquemes mentals que permeten una comprensió i identificació adequades de les condicions més rellevants de les tasques o problemes a resoldre (Richland, Morrison & Holyoak, 2005).  Tanmateix, fa possible l’ús eficient d’estratègies de memòria – aprenentatge com l’agrupament, permet el desenvolupament de diverses hipòtesis de treball i solucions alternatives als problemes plantejats, possibilita un important avenç en l’organització i planificació de les activitats escolars i personals.

FE de desenvolupament tardà

• S’ha vist que la fluïdesa verbal i semàntica s’incrementa de forma contínua fins com a mínim els 14 o 15 anys (Matute et al. 2004).

En nens de 5 a 7 anys predominen els verbs que s’utilitzen de manera molt freqüent – córrer, saltar, caminar, etc.-, els quals denominen accions corporals. A partir d’aquestes evidències s’ha plantejat que la representació mental dels verbs es desenvolupa d’acord amb el model de la teoria de la “cognició corporitzada[1]”, la qual planteja la importància de les experiències sensoriomotrius en el desenvolupament, representació i ús dels verbs (Kemmerer & González Castillo, 2010).

Cap als 12 anys, els verbs abstractes comencen a dominar el seu repertori expressiu (Ávila, 2004), situació que coincideix amb el desenvolupament de l’actitud abstracta per la generació de categories semàntiques  (Flores Lázaro & Ostrosky-Solís, 2008).

[1] Embodied cognition

[1] Zelazo, Müller, Frye & Marcovitch 2003.

[2] Best et al., 2009; Huizinga et al., 2006; Romine & Reynolds, 2005

[3] Miller y Cohen, 2001; Norman & Shallice, 1986; Shallice & Burgess, 1996

[4] Baddeley, 1996; Goldman-Rakic, 1996; Fuster, 2000, 2004; Petrides, 1996

[5] D´Esposito, 2007; Grafman, 2002

[6] Burgess et al., 2007a,b

[7] Broyd et al., 2009

[8] Bechara et al., 2000.

[9] Verdejo-García y Bechara, 2009