1

Working Memory(Memòria de treball oMemòria operativa)

EXECUTIU CENTRAL

Executiu central

Funciona com un sistema d’atencióTe a veure amb l’atenció dividida (fer dues tasques a l’hora):

Interferència estructural (les dues tasques requereixen els mateixos sistemes de resposta).PRP (quan s’han d’emetre dues respostes al mateix temps, la segona ha de demorar-se fins que la primera ha conclòs)

Executiu central

Fins i tot quan: no hi ha interferència estructural entre les dues tasques.es té un grau suficient de pràctica Una de les tasques s’ha automatitzat

El rendiment disminueix pel sol fet de fer dues coses a l’hora

Executiu Central de Baddeley

Funcions: Seleccionar estratègies i integrar informació Controlar l’ús de la memòria de treball pels sistemes esclausParticipar en la presa de decisions

NOOBSTANT…. Es tracta d’un component poc definit i es relaciona amb àrees cerebrals mal conegudes.

2

Executiu Central :Quines funcions ha de fer?

Moltes vegades la informació a la MCT es mantinguda i/o manipulada per la memòria de treball, no per a recordar-la a llarg termini, sinó per a resoldre problemes

Per exemple, resoldre el següent problema matemàtic mentalment:

434+ 87

• Una forma de diferenciar el paper del bucle fonològic de la necessitat de l’executiu central ja la vam veure en la tasca de dígits del WAIS:

•Dígits directes: Bucle fonològic

2 7 1 5 ---- 2 7 1 5

•Dígits inversos: Bucle fonològic + Executiu Central(manipulació)

2 7 1 5 ---- 5 1 7 2

Executi Central :Quines funcions ha de fer?

Aquesta tasca requereix manipular la informació a l’agenda visuo-espacial

Test de matrius progressives de Raven

Model de Memòria de TreballBaddeley

ExecutiuCentral

Bucle Articulatori

AgendaVisuoespacial

3

Anatomia de la Memòria de Treball

Baddeley va associar l’executi central al lòbul prefrontal. Però, el lòbul frontal exerceix moltes funcions diferents entre les que s’hi troba la memòria de treball.

Quin es el paper del lòbul prefrontal a la MCT? Per a respondre aquesta pregunta s’han de conèixer els diversos aspectes d’aquestes estructures.

Anatomia de la Memòria de Treball

Àrea de Broca’ i/o GirTemporal Superior, i/o

Temporal Inferior?

ExecutiuCentral

BucleFonològic

AgendaVisual

Córtex Prefrontal

Córtex Temporal Inferior?

Agenda Espacial

Córtex ParietalPosterior

Problemes de la Teoria de Baddeley

L’ executiu central es el component central del model de Baddeley, però...El model no especifica com funciona:

Fins a quin punt participa en el processament i emmagatzematge d’informació o únicament es l’agent controlador?Com es relaciona amb els components esclaus, de forma modular amb cada un d’ells o en general amb tots?. Únicament s’ha estudiat el seu paper en tasques senzilles de MCT, però quina es la seva funció en tasques més complexes?.

Quin es el paper del lòbul prefrontal en tot això?

El lòbul prefrontal

4

Alta Cognició i Funció Frontal

“Les funcions dels lòbuls frontals semblen relacionar-se amb els problemes neuropsicologics més difícils de abordar” (Shallice, 1988)

Funcions Postulades per al lòbul prefrontal

Inhibició ConductualAtencióPlanificació, control executiu, solució de problemes, raonamentMemòria de TreballOrdenament temporal/seqüencialLlenguatgePersonalitat

La psicologia cognitiva ha dit quelcom de semblant sobre el control cognitiu d’alt nivell

Alta Cognició i Funció Frontal Control CognitiuActivitats que requereixen control:

planificacióraonamentResolució de problemescoordinació / presa de decisions

5

Conceptes utilitzats per explicar la funció frontal:

control executiuProcessament estratègicatenció / esforçMemòria de treballsubjectivitatconsciència

Alta Cognició i Funció FrontalFuncions, activitats, conceptes: què tenen en comú?, en què s’assemblen?

Entendre les funcions de l’executiu central significa conèixer les funcions del lòbul prefrontal, així com la seva relació amb certes activitats i conceptes.Lògicament el lòbul prefrontal no du a terme aquestes funcions de forma aïllada, però juga un paper fonamental en cadascuna d’elles.

Elements per comprendre el lòbul prefrontal

Funcions del lòbul prefrontal a partir de dades neuropsicològiques

Teories de control cognitiu com explicatives dels mecanismes dependents del prefontal. Model SAS.

Dades neurofisiològiques en animals

Dades de neuroimatge cerebral

Anatomia del Lòbul Frontal

Àrea prefrontal (circumvolucions frontals superior, mitja i inferior)

dorsolateralOrbitomedial o ventrolateral

Cingulat AnteriorÀrees motores Primària i SecundariaÀrea de Broca

6

Lòbuls Frontals: Visió Lateral

Àrea de Broca

Regió Orbital

Frontal Superior

Frontal Mitja

Frontal Inferior

àrea Motora Primaria Àrea Motora Suplementaria

Cingulat

Lòbuls Frontals: Visió Medial

Funcions del lòbul prefrontal

Inhibició Conductual

Síndromes Clínics :Neurològics: signes d’“alliberament del control frontal” ex. Síndrome de la mà alienaDesinhibició Conductual i conductes socialment inapropiadesConductes d’utilització (Lhermitte, 1983)

Perseveració en tasques neuropsicològiquesDiscrimination reversal (Fuster, 1980)Wisconsin Card Sort Task (Grant & Berg, 1948; Milner, 1964)

7

Vídeo

Síndrome de la ma aliena i conducta d’Utilització

Wisconsin Card Sort Task AtencióDistractibilitat

Es una característica dels pacients amb lesions frontals i dels animals als quals s’ha provocat aquestes lesions

Potencials evocats:demostren que els pacients amb lesions frontals atenen en excés a estímuls irrellevants

Tasca StroopEls pacients amb lesions frontals mostren una major interferència

8

PersonalitatPhineas Gage

accident de trenUna barra d’acer li va travessar el córtex frontal esquerreEs va recuperar perfectament a nivell mèdic, però la seva personalitat va canviar: es va tornar irreverent, extravagant, antisocial, mentider, etc.

E.V.R. (“Elliot”)Lesió Orbitofrontal secundària a un meningiomaIntel·ligència i llenguatge normal, però… es va tornar incapaç de planificar les seves accions i de prendre decisions

Planificació, Solució de Problemes Control Executiu i Raonament

Capacitat de resolució de problemes matemàtics.Planificació de l’acció amb anterioritat a la seva execució Tasques de deducció i induccióEx. Torre de Londres

Torre de Londres

Posició Inicial 2 mov. 4 mov. 5 mov.

• Una funció addicional es la de canviar de tasca en situacions de doble tasca o la de canvi d’objectiu rellevant

• La funció de canvi d’objectiu depèn de la modificació dels recursos de processament en funció dels objectius.

• Aquesta funció es pot mesurar amb el test Trail-Making.

Canvi de Tasca/objectiu

9

Trail Making A. Tasca motora de control

11

165

2 7

1

3

10

18

9 15

12

4

8

6

17

1314

a

85

2 7

1

3

b

g

9 d

e

4

h

6

c

fi

Trail Making B. Tasca prefrontal

• Moltes tasques requereixen seqüenciació en el processament, es a dir, diversos passos

ex. Objectiu: sumar mentalment 487 + 654pas 1: sumar unitatspas 2: sumar desenespas 3: sumar centenes

Ex. seqüenciació de tasques per aconseguir un objectiu.

Seqüenciació (processament)

Per exemple, generar lletres aleatòriament o paraules que comencin per la lletra F

+ generació requereix manipulació activa+ retenció dels ítems prèviament dits+ resistència a generar respostes prepotents que ja s’han emes

Generació a l’atzar

10

Teories de control cognitiu

El Sistema Atencional SupervisorUn model de control cognitiu

Model de Norman i Shallice

El model descriu de forma general com es du a terme el control de l’acció i perquè algunes vegades falla, tot donant lloc a errors.Fonts d’evidència:

Lapsus de l’acció en situacions quotidianes.Fallades en el control del comportament de pacients amb la síndrome frontal

Segons el model les accions poden ser controlades de dues maneres diferents:

1. Si les destreses son ben apreses, automatitzades, programes habituals de conducta, esquemes d’acció, rutines….

Poden realitzar-se en combinació sense produir interferència.Si es presenta conflicte, aquest es resol tot donant prioritat a una de les dues tasques.La resolució del conflicte es fa automàticament mitjançant el “reductor de conflictes”

11

2. Si les accions requereixen la intervenció de la voluntat, el SAS (Sistema Atencional Supervisor) es capaç d’interrompre i modificar els comportaments en curs.

Model de Norman i Shallice (1986)Teoria de 2 nivells:

Unitat de Control d’EsquemesControl descentralitzat i automàtic sobre processos amb dominis específicsevidencia:

Lapsus de l’atenció Problemes matemàtics senzills

Sistema Atencional Supervisor (SAS)Exerceix el paper de programador d’alt nivell, i de regulador i verificador de la conductaControl centralitzat, de capacitat limitada, i alt nivell sobre els esquemes de funcionament locals

En situacions novesQuan es du a terme una acció desitjada per tal d’assolir un objectiu tot monitoritzant la unitat de control d’esquemesEn situacions que requereixen coordinació de funcions

El lòbul prefrontal com a SAS

L’alteració de les funcions assignades al SAS s’assembla a l’efecte de la lesió cerebral en el lòbul prefrontal:

Distractibilitat cap als elements no rellevantsPerseveració en patrons que eren rellevantsDesinhibició (=distractibilitat)

Problemes:No estan ben especificats els mecanismes Quines tasques activen el SAS

Quines tasques es realitzen amb la unitat de control d’esquemes i quines tasques requereixen el SASFins a quin punt ambdues estructures son independents o mútuament interdependents: predominen processos avall -amunt y amunt - avall

Estudis Neurofisiològics

12

Estudis NeurofisiològicsTasca de Resposta demorada

Stimulus

5 second delay

Response

Els primats poden aprendre-la

Durant la demora, s’activen neurones del lòbul prefrontal

La lesió en aquestes zones interfereix amb la capacitat de respondre de forma demorada, però amb la capacitat de respondre en si.

L’organització es topogràfica

Estudis NeurofisiològicsTasca de Resposta demorada

El lòbul prefrontal s’encarrega de mantenir la informació en MCT.

Podria actuar com l’executiu central que s’encarrega de mantenir informació en MCT.

Estudis NeurofisiològicsConclusions

Neuroimatge

13

Estudis de Neuroimatge

Lòbul Prenfrontal Dorsolateral involucrat en:Taques clàssiques de MCT: span de dígitsSeqüenciació Temporal Fluència fonèticaReconeixement demorat de rostres Demora espacial Planificació Torre de Londres Manteniment i manipulació d’informació: Tasca N-Back

Exemples

1. Tasca Dígits2. Tasca de Fluència Fonètica3. Tasca de suma mental4. Tasca de N-back

3 Lletres

6 Lletres

Memòria a curt Termini

Prefrontal DorsolateralManipulació

Prefrontal VentrolateralManteniment

Tasca Fluència Fonètica

14

Tasca PASAT de suma

Respondre quan aparegui la lletra “X”

Exemple:

A Q x Z Z c X C ...

Respondre Respondre

Exemple: Tasca N-back

M

15

x

g

16

u

X

17

Es fàcil, no?

Ara prova això...

Respondre a qualsevol lletra que siguiigual a la que s’havia presentat dos abans

Exemple:

A Q a Z Z c R C ...

Respondre Respondre

Tasca de Memòria de Treball

18

L

B

19

m

b

20

H

Q

21

h

Una mica més difícil, no?

Comparació de TasquesAmbdues tasques requereixen que els participants:

Atenguin i codifiquin cada lletraN’avaluen la seva identitatResponguin a estímuls tot prement un botó

La tasca de memòria a més requereix que:Es mantingui en ment la identitat i l’ordre de les dues lletres prèviesRenovar contínuament el registre mental a mesura que la seqüència progressa

Aquestes operacions son fonamentals per al concepte de memòria de treball.

22

Activació Prefrontal durant la tasca N-back

Manipulació Paramètrica de la carrega

Target

AF

QA

LX

LPP

3-Back

Target

AF

QA

LX

LPP

1-Back

500 ms2500 ms delay

0-BackA

FQ

AL

XL

PP Target

AF

QA

LX

LPP

2-Back

Target

Activació dorsolateral en funció de la carrega

Carrega en memòria

Incrementde la

senyal RMf

0

0.5

1

1.5

0 1 2 3

Braver et al (1997)

Funció Executiva o emmagatzematge actiu?

Quin paper juguen l’atenció (distractibilitat) i la inhibició conductual?

Paper del lòbul prefrontal en la memòria de treball

23

Existeixen dues visions: Cada funció atribuïda al lòbul prefrontal te les seves bases anatòmiques independents.

Existeix realment un executiu central en el lòbul frontal que funciona de forma integrada. Aquesta visió es la més aceptadaactualment, tot i que….

Paper del lòbul prefrontal en la memòria de treball

Nova Perspectiva

Funcions del lòbul Prefrontal Dorsolateral:Control ExecutiuEmmagatzematge (manteniment actiu)Inhibició ConductualAtenció

Poden explicar-se tot utilitzant un únic mecanisme: la representació de l’objectiu conductual desvia el processament cap a determinades vies

Nova Perspectiva (II)

Funcions del lòbul Prefrontal Ventrolateral

Presa de decisions motivades