1 / 54

אונות קדמיות: תפקוד ופתולוגיה

אונות קדמיות: תפקוד ופתולוגיה. “Here’s a case for you doctor” . אבולוציה של האונות הקדמיות – תפיסה מסורתית. Adapted from Fuster , J.M., The Prefrontal Cortex: Anatomy, Physiology, and Neuropsychology of the Frontal Lobe, 2nd edition. New York: Raven Press, 1989. נתונים חדשים - MRI.

carina
Download Presentation

אונות קדמיות: תפקוד ופתולוגיה

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. אונות קדמיות: תפקוד ופתולוגיה “Here’s a case for you doctor”

  2. אבולוציה של האונות הקדמיות – תפיסה מסורתית Adapted from Fuster, J.M., The Prefrontal Cortex: Anatomy, Physiology, and Neuropsychology of the Frontal Lobe, 2nd edition. New York: Raven Press, 1989

  3. נתונים חדשים - MRI • בניתוח MRI אין הבדל משמעותי בין בני אדם לGreat apes בגודל היחסי של האונות הקדמיות.

  4. מאפייני כלליים של פגיעות באונות הקדמיות • קל לפספס • אין הפרעות סנסוריות או מוטוריות • ביצוע מטלות מעבדה עשוי להיות תקין • מבחני אינטליגנציה יכולים להיות תקינים • לכן הרבה גידולים באונות הקדמיות מגיעים לגודל ניכר בטרם הגילוי

  5. Frontal FalxMeningioma

  6. מאפייני כלליים של פגיעות באונות הקדמיות • קל לפספס • אין הפרעות סנסוריות או מוטוריות • ביצוע מטלות מעבדה עשוי להיות תקין • מבחני אינטליגנציה יכולים להיות תקינים • לכן הרבה גידולים באונות הקדמיות מגיעים לגודל ניכר בטרם הגילוי • אבל בסופו של דבר "החיים האמיתיים" משתנים • הרגישות לשינויים תלויה באופי העבודה ודרישותיה • אולם יש מקרים רבים של נזקים טראומטיים (Phineas Gage)

  7. התסמונות הפרונטליות הקנוניות: • תסמונת "אבולית" • חוסר אכפתיות • ירידה ביזימה ומוטיבציה • ירידה ביצירתיות • אפטיה • תסמונת של דיסאינהיביציה • אימפולסיביות • בעיות שיפוט • הסתבכויות

  8. קצת אנטומיה

  9. אנטומיה - חלוקה לאזורי מישנה Dorsolateral PFC DLPFC VLPFC DLPFC VLPFC Lateral-Orbital PFC Dorsomedial PFC Ventromedial PFC

  10. Orbito-frontal cortex

  11. קישורים מאזורים הטרומודליים ב-PFC לאזורים הטרומודליים אחרים בקליפת המוח Heteromodal cortex

  12. קישורים מאזורים הטרומודליים ב-PFC לאזורים פאראלימביים ב-PFC

  13. קישורים בין האזורים הפאראלימביים ב-PFC אזורים לימביים ופאראלימביים אחרים בקליפת המוח Hypothalamus Temporal Pole, PHC, Insula (Paralimbic)

  14. Limbic and para-limbic cortical areas • Limbic system (cortical components) • Corticoid formation (amygdala, substantiainnominata, septal nuclei) • Allocortex (hippocampus, pyriform olfactorycortex) • Paralimbic cortex • Insula (areas 14,15), temporopolar cortex (are 38), caudal orbitotemporal cortex (caudal areas 11,12,13), cingulate complex (areas 23,24,33,31,26, 29), parolfactory region (area 25, caudal area 32), parahippocampal cortex, areas 28,34,35, 30) Mesulam, M.M. (2000). Principals of Behavioral and Cognitive Neurology. New York: Oxford University Press.

  15. PFC-Thalamic connections

  16. טלמוס

  17. תפקוד האונות הקדמיות

  18. The default mode (Mesulam, 2002) • התנהגות פרימיטיבית: קשר ישיר וקשיח בין גירוי לתגובה • התנהגות אינסטינקטיבית המכוונת באופן בלעדי על ידי הסביבה הפנימית ללא התייחסות לשינויי חיצוני, למידה או הקשר. • סיפוק מיידי. • אין חופש בחירה ואין התייחסות לדרכי התנהגות אלטרנטיביות. • התייחסות רק ל"כאן ועכשיו". • כל דבר נתפס לפי הפשט – "כל מה שנוצץ – זהב הוא" • אף כי זו התנהגות המאפיינת בעלי חיים ירודים, יש סבירות שהיא נשמרת באופן חבוי (latent) גם במוח של בעלי חיים גבוהים יותר ואף באדם. • אולם – במקרים אלו האונות הקדמיות מאפשרות לעבור מעבר להתנהגות זו – To transcend the default mode

  19. תפקוד האונות הקדמיות – בקרה קוגניטיבית

  20. אונות קדמיות – מערכות בקרה קוגניטיבית (Coechlin et al., 2003) • בקרה קוגניטיבית בלפחות שלוש רמות: • בקרה סנסורית (בחירת התגובה המוטורית המתאימה) – אזורים פרה-מוטוריים לטראליים. • בקרת הקשר (בחירת אסוציאציית גירוי-תוגבה המתאימה להקשר) – אזורים אחוריים ב-LPFC. • בקרה אפיזודית (בחירת התגובות בהתאם לניסיון קודם או ציפיות לעתיד) – האזורים הקדמיים ב-LPFC.

  21. עדויות לרמות בקרה קוגניטיבית (Koechlinet al., 2003, Science) • ירוק: אזורים רגישים למימד הגירוי ((two-choice > go/no-go/. • צהוב: אזורים רגישים למימד המשימה (הקשר) (dual task > single task). • אדום: אזורים הרגישים למימד האפיזודי (2 cues > 1 cue > 0 cue).

  22. אונות קדמיות – מערכות בקרה קוגניטיביות • בקרה קוגניטיבית בלפחות שלוש רמות: • בקרה סנסורית (בחירת התגובה המוטורית המתאימה) – אזורים פרה-מוטוריים לטראליים. • בקרת הקשר (בחירת אסוציאציית גירוי-תוגבה המתאימה להקשר) – אזורים אחוריים ב-LPFC. • בקרה אפיזודית (בחירת התגובות בהתאם לניסיון קודם או ציפיות לעתיד) – האזורים הקדמיים ב-LPFC. • קשב וזיכרון עבודה • שימור מידע לעומת מנגנון בקרה

  23. כיצד זיכרון עבודה מאפשר אינטגרציה בזמן? Conjunction התפתחות ארועים בזמן זיכרון עבודה A A B B C C ז מ ן ז מ ן

  24. עדויות למעורבות האונות הפרונטאליות בזיכרון עבודה • נזק באזורי DPFC (בקופים) מוריד את הביצוע במטלות של זיכרון עבודה (למשל delayed response) אך לא במטלות של זיכרון אסוציאטיבי. • נוירונים ב DPFC של קופים מראים פעילות מתמשכת ב delayed response. • ילדים עד גיל שנה אינם מצליחים ב- Piaget’s Object Permanence .Test (out of sight – out of mind). Fuster & Alexander, Science 1971

  25. Cue Response Cellular correlates of Spatial WM • רגישות כיוון של נוירונים ב-PFC: מנגנון זיכרון למיקום במרחב; ירי מתמשך בעת המרווח משמר את מיקום המטרה באופן פעיל בזיכרון העבודה.

  26. “What” and “Where” neurons in the ventrolateral and dorsolateral PFC, respectively • כ-44% מהנוירונים הראו רגישות כפולה ואף אינטגרציה (רגישות רבה יותר למיקום של אובייקט מטרה). • הממצאים תומכים בקיום תפקיד כפול של שימור אקטיבי של מידע ואינטגרציה בתוך ה-LPFC. Rao, S.C., Rainer, G., and Miller, E.K. (1997) Integration of what and where in the primate prefrontal lobe cortex. Science 276:821-824.

  27. PFC involvement in WM in humans

  28. ventral/Dorsal distinctions in the LPFC • אין עדות משכנעת לחלוקה דורסלית/וונטראלית על בסיס מרחבי/לא-מרחבי. • יש רמז להבדלים בינהמיספרים. • הDPFC נראה מעורב יותר בפונקציות אקזקוטיביות בעוד ש- VPFC מעורב יותר בשימור

  29. הפרעות ב WM בחולים עם פגיעה ב Lateral PFC • Digit Span • Delayed Response tasks – במיוחד עם הסחה • תכנון וביצוע משימה רבת פעולות • Coherent Stream of thoughts

  30. אונות קדמיות – מערכות בקרה קוגניטיביות • בקרה קוגניטיבית בלפחות שלוש רמות: • בקרה סנסורית (בחירת התגובה המוטורית המתאימה) – אזורים פרה-מוטוריים לטראליים. • בקרת הקשר (בחירת אסוציאציית גירוי-תוגבה המתאימה להקשר) – אזורים אחוריים ב-LPFC. • בקרה אפיזודית (בחירת התגובות בהתאם לניסיון קודם או ציפיות לעתיד) – האזורים הקדמיים ב-LPFC. • קשב וזיכרון עבודה • שימור מידע לעומת מנגנון בקרה • עמודות כנגד הסחת דעת - סינון • עכבת תגובות לא רלוונטיות • קידוד הקשר פרספקטיבה ויחסיות (קידוד זמן האירוע)

  31. מעורבות ה-PFC בסינון מידע ומניעת הפרעות • הפניית קשב לגירויים בולטים/חדשים וחזרה על התגובות גם כאשר הן לא רלוונטיות יותר כחלק ממצב ה- Default mode אשר גורמים להסחת דעת ופרסברציה. • הסחת דעת ב Match-to-sample task • בבני אדם, הדרישה להתעלם מגירוים לא רלוונטיים מפעיל ה- Anterior Cingulate, MPFC and LPFC.

  32. Anterior cingulate

  33. מעורבות ה-PFC בסינון מידע ומניעת הפרעות • הפניית קשב לגירויים בולטים/חדשים וחזרה על התגובות גם כאשר הן לא רלוונטיות יותר כחלק ממצב ה- Default mode אשר גורמים להסחת דעת ופרסברציה. • הסחת דעת ב Match-to-sample task • בבני אדם, הדרישה להתעלם מגירוים לא רלוונטיים מפעיל ה- Anterior Cingulate, MPFC and LPFC. • חולים עם פגיעות פרה-פרונטאליות מופרעים הרבה יותר מחולים עם פגיעות במקומות אחרים מגירויים מסיחים (Chao & Knight, 1995).

  34. Fontal patients

  35. TPJ patients

  36. Hippocampal patients

  37. Performance in a delayed match-to-sample task

  38. העדר דיכוי תגובות לגירוים מסיחים לאחר פגיעה ב-PFC

  39. מעורבות ה-PFC בסינון מידע ומניעת הפרעות • הפניית קשב לגירויים בולטים/חדשים וחזרה על התגובות גם כאשר הן לא רלוונטיות יותר כחלק ממצב ה- Default mode אשר גורמים להסחת דעת ופרסברציה. • הסחת דעת ב Match-to-sample task • בבני אדם, הדרישה להתעלם מגירוים לא רלוונטיים מפעיל ה- Anterior Cingulate, MPFC and LPFC. • חולים עם פגיעות פרה-פרונטאליות מופרעים הרבה יותר מחולים עם פגיעות במקומות אחרים מגירויים מסיחים (Chao & Knight, 1995). • ה- PFC מאפשר הצמדות למטרה מיקוד והתעלמות מגירויים מסיחים. • פרסברציה ב- go/no-go tasks. • Palm-fist-edge • Wisconsin Card Sorting Task

  40. Wisconsin Card Sorting Test • פרסברציה: • חוסר יכולת לשנות התנהגות בהתאם להקשר. • אך יש גם שגיאות מקריות (לא פרסברטיביות) – הסחה פנימית? חוסר יכולת להתמקד ולהתמיד בתוכנית פעולה?

  41. תפקיד ה-LPFC בבקרת קשב • Corbetta’s Dual attentional System

  42. FULL FIELD ATTENTION Target Standard Novel

  43. FULL FIELD ATTENTION EEG Barcelo et al, Nature Neuroscience, 2000

  44. Target

  45. Ignore Attend Attend Ignore HEMIFIELD ATTENTION Yago et al, in press

  46. (Tonic) Attention independent effect

  47. Attention dependent enhancement (> 200ms)

  48. Phasic excitatory responses for relevant information (targets)

  49. בקרה קוגניטיבית ב- LPFC – חיפוס אחר חידוש • ברירת המחדל: more of the same • במצב הנורמאלי: חיפוש חידושים – • בסביבה • בחשיבה • באפשרויות תגובה • תגובה לגרויים "חדשים" – באזורים רבים, כולל בקורטקס פרפרונטלי

More Related