El lóbulo frontal es parte de la corteza cerebral, fue la última región del encéfalo en evolucionar, por lo que es una adición relativamente nueva. Todos los mamíferos tienen un lóbulo frontal, aunque el tamaño y la complejidad varían según la especie. La mayoría de las investigaciones sugieren que los primates tienen lóbulos frontales más grandes que muchos otros mamíferos (Reber & Tranel, 2019).

Los lóbulos frontales

Los sistemas de clasificación tradicionales dividen los lóbulos frontales en la corteza precentral (la franja inmediatamente anterior al surco central o cisura de Rolando) y la corteza prefrontal (que se extiende desde los polos frontales a la corteza precentral e incluye el opérculo frontal). Ésta última que se divide a su vez en: corteza orbitofrontal (incluidas las regiones orbitobasal o ventromedial y mesial inferior), corteza prefrontal ventrolateral, corteza prefrontal dorsolateral, corteza prefrontal medial (que contiene la circunvolución cingulada anterior y las cortezas preliminar e infralímbica) y corteza prefrontal caudal, que incluye los campos oculares frontales (Zanto & Gazzaley, 2019).

Cada una de estas áreas tiene una conectividad generalizada y se caracterizan por sus distintas funciones, entre ellas su intervención en los diferentes procesos cognitivos como: la memoria, el lenguaje, la atención, abstracción, funciones ejecutivas, motoras, sociales, emocionales e inhibición de respuestas básicas en la búsqueda de un objetivo más complejo (Pressman & Rosen, 2015). Según Deright (2019) su importancia radica en la ejecución de la toma de decisiones y el control ejecutivo, es decir, la selección y coordinación de comportamientos.

Diversos estudios realizados han demostrado que los lóbulos frontales son extremadamente vulnerables a las lesiones debido a su ubicación en la parte delantera del cráneo, la proximidad al ala esfenoidal y su gran tamaño. Los estudios de resonancia magnética han demostrado que el área frontal es la región más común de lesión después de un trauma craneoencefálico leve o moderado (Levin et al., 1987 citado por Chow, 2000).

Clínicamente, se han utilizado para describir los trastornos de los lóbulos frontales y sus redes extendidas como: síndromes del lóbulo frontal, síndromes de la red frontal, síndromes de los sistemas frontales, la disfunción ejecutiva y la metacognición, aunque no todos son sinónimos y los términos difieren dependiendo de los autores o investigadores (Garrard et al., 2002; Goldberg, 2002; Hoffmann & Schmitt, 2004; Karussis et al., 2000; Kumral et al., 1999; Malm et al., 1998; Neau et al., 2000; Tarkka, 2001; Tullberg et al., 2004).

Según Hoffmann (2013) estrictamente hablando, los síndromes de la red frontal constituyen la representación neurobiológica más precisa. El término, síndromes de red frontal (FNS) enfatiza la conectividad universal de los lóbulos frontales con todas las demás regiones del cerebro. Por ejemplo, la literatura sobre accidentes cerebrovasculares está repleta de FNS que se han reportado con lesiones discretas fuera del límite anatómico del lóbulo frontal, como materia gris subcortical, materia blanca subcortical, con lesiones aisladas del tronco encefálico, cerebelo, lóbulos temporales y parietales.

Dentro de los síndromes de red frontal más estudiados se encuentran: el deterioro de la memoria de trabajo, la función ejecutiva, la abulia, la desinhibición y el descontrol emocional. Además, se pueden identificar una serie de manifestaciones secundarias, como una amplia gama de anomalías de comportamiento, entre ellas: la pérdida de las normas sociales, el comportamiento de imitación, las compulsiones y las obsesiones (W. Chow & Cummings, 2009; Hoffmann, 2013a).

No obstante, debido a su anatomía e importancia, los estudios del lóbulo frontal no se han centrado solo en los síndromes de red frontal, sino también en las alteraciones asociadas con las funciones cognitivas clásicas atribuidas a las regiones prefrontales (Markowitsch et al., 1979; Pressman & Rosen, 2015).

Control del movimiento

Entre estas funciones cognitivas clásicas se encuentran las relacionadas con el control del movimiento, el cual se implementa en muchos niveles incluida la médula espinal, el cerebelo y los ganglios basales. No obstante, hay tres regiones cerebrales corticales principales que intervienen en esta función: la corteza motora primaria (PMC), la corteza premotora (preMC) y las áreas motoras del lóbulo frontal medial, que incluyen el área motora presuplementaria (preSMA), el área motora suplementaria (SMA) y las áreas motoras adyacentes en el surco cingulado (Pressman & Rosen, 2015).

Por tal motivo, una lesión del lóbulo frontal, incluido el córtex prefrontal (PFC) puede provocar la aparición de un trastorno motor conocido como apraxia, el cual se asocia a la incapacidad de realizar una actividad motora experta a pesar de la fuerza intacta, la sensación, la atención, la memoria y el impulso, sin que interfieran otros trastornos del movimiento como distonía, temblor o corea. Los pacientes con apraxia pueden describir una pérdida de la capacidad de manipular herramientas de uso común, o de realizar algo más complejo, como coser o tejer. La apraxia no es un trastorno bien localizado, y diferentes tipos de lesiones pueden provocarla, incluidas las lesiones parietales, frontales y subcorticales. Casi siempre se asocia con lesiones en el hemisferio izquierdo o el cuerpo calloso, y se ha descrito específicamente en el contexto de las lesiones motoras frontales medianas y la corteza premotora. La apraxia a menudo se presenta en pacientes con trastornos neurodegenerativos, en los cuales se observa una afectación predominantemente de los lóbulos parietales, como la enfermedad de Alzheimer, o los lóbulos frontales en las degeneraciones corticobasales (Heilman, 2010; Pressman & Rosen, 2015).

Atención

Otro de los procesos clásicos más investigados en las últimas décadas ha sido la atención, debido a su complejidad y conexión con muchas regiones corticales y subcorticales. Una de las principales funciones que desempeñan los lóbulos frontales en este proceso es la dirección de la atención a los estímulos nuevos, asimismo, en la atención sostenida con el cortex prefrontal, también se ha postulado una red de atención ventral, que incluye partes del giro frontal medio e inferior y la corteza temporoparietal (Daffner et al., 2000; Mesulam, 2010; Pardo et al., 1991; Pressman & Rosen, 2015).

Por lo tanto, las lesiones en el cortex prefrontal pueden asociarse con déficits en tareas que requieren atención sostenida (por ejemplo, presionar botones en respuesta a estímulos específicos), así como en tareas de atención dividida (rastrear múltiples estímulos espontáneamente). En la vida diaria, estos déficits pueden verse en la distracción y la dificultad con la multitarea (por ejemplo, no poder realizar una tarea si la radio o la televisión están encendidas). Si no se atienden estímulos novedosos, puede resultar en perseverancia, en la cual un paciente se fija en una tarea o estímulo a pesar de que ya no es relevante para la situación inmediata. Un fenómeno particular conocido como heminegligencia (es frecuente en lesiones del hemisferio derecho) que se caracteriza por el descuido de la mitad del espacio contralateral (generalmente izquierdo). Este fenómeno puede observarse con lesiones frontales y/o parietales izquierdas (Pressman & Rosen, 2015; Zanto & Gazzaley, 2019).

Memoria

Con relación a la memoria, aunque las estructuras típicamente asociadas son el hipocampo y estructuras asociadas, el lóbulo frontal juega un papel importante en varios aspectos. Por ejemplo, en la memoria episódica y de trabajo el lóbulo frontal desempeña una función de apoyo.

En un innovador trabajo con grabación unicelular en 1988, Patricia Goldman-Rakic ​​demostró que las neuronas en la corteza frontal dorsolateral funcionan por medio de una especie de disparo durante los períodos en que un animal debe guardar información en la memoria y luego detienen el mismo cuando el animal necesita actuar sobre esta información. Los estudios de imágenes cerebrales funcionales han demostrado actividades similares en humanos. En consecuencia, los pacientes con lesión del lóbulo frontal, pueden desarrollar problemas para recordar pequeños fragmentos de información como un número de teléfono o qué buscaban en una habitación (Cheryl et al., 1998; Pressman & Rosen, 2015).

Una gran cantidad de evidencia ha demostrado que los lóbulos frontales participan en la fase de codificación. Los estudios de imágenes funcionales muestran la activación del cortex prefrontal durante la codificación y la recuperación. Por consiguiente, los pacientes con disfunción del lóbulo frontal pueden quejarse de problemas de memoria que son similares en tipo y grado a los observados con lesiones en el hipocampo, específicamente para retener información, repetir preguntas, escribir información para recordar, organizar semánticamente información y utilizar estrategias mnemotécnicas. De igual forma, muestran déficits en la recuperación de la información previamente aprendida, siendo susceptibles a la interferencia de la información competitiva. Por último, el fenómeno de la confabulación, donde los pacientes no solo tienen dificultades para recordar información, sino que inventan información en respuesta a consultas, generalmente se asocia con daño en la región frontal ventromedial, del córtex prefrontal y el prosencéfalo basal (Gershberg & Shimamura, 1995; Gilboa & Moscovitch, 2002; McKinnon et al., 2007; Shimamura, 1995; Lee et al., 2002; Nyberg et al., 1996; Pressman & Rosen, 2015).

Funciones ejecutivas

Con relación a las funciones ejecutivas, las cuales abarcan una amplia gama de actividades cognitivas como: organizar una respuesta a un problema complejo, secuenciar tareas, priorizar estímulos externos, abstraer información, entre otros. Se encuentran altamente relacionadas con el lóbulo frontal debido a que sus funciones apoyan y superponen otros procesos como la activación de patrones motores complejos, la organización del lenguaje y la selección de comportamientos sociales apropiados. Básicamente, estas funciones dependen de la capacidad de mantener y manipular información no disponible en el ambiente. Por tal motivo se convierte en una de las principales funciones del lóbulo frontal, dando como resultado que diversos investigadores hayan creado diferentes modelos para su explicación (Anderson, 2011; Bertelli et al., 2018; Deright, 2019; Goldman-Rakic et al., 1996; Hagenhoff et al., 2013; Pressman & Rosen, 2015; Reber & Tranel, 2019).

Aunque existan muchas teorías que explican el desarrollo de las funciones ejecutivas, la mayoría de investigadores concuerdan que el deterioro de las funciones ejecutivas en un individuo puede observarse mediante diversas dificultades que presentan en los distintos contextos que participa, por ejemplo: la incapacidad de mantenerse enfocado en una tarea determinada, clínicamente, esto se manifestaría en la imposibilidad de completar las tareas que se iniciaron en una prueba determinada. Déficits en la planificación y ejecución de tareas complejas (planificar viajes o eventos como fiestas, e incluso en tareas cotidianas como cocinar que requieren tiempo y secuencia), dificultades en la capacidad de inhibir respuestas a estímulos cognitivos o socialmente relevantes, por ejemplo, la desinhibición social (toma de decisiones impulsiva), este es quizás uno de los más investigados, debido a que su gravedad se refleja en el comportamiento asociado a la utilización y la dependencia ambiental, términos que originalmente fueron acuñados por Lhermitte et al., en 1986, quien descubrió en su investigación que el comportamiento de utilización realizado por algunos participantes se encontraba relacionado con patrones de movimiento que dependían completamente de estímulos externos (beber de un vaso vacío colocado frente a ellos, o utilizar un martillo cuando no hay clavos presentes). Con referencia a la dependencia ambiental, Lhermitte et al., (1986) describe que los participantes manifestaban una tendencia a seguir pasivamente los gestos de los demás, aunque esas señales no estuvieran apropiadas con el momento. Por ejemplo, los pacientes pueden pedir pasivamente los mismos artículos que ordena un amigo cuando están juntos en un restaurante, repetir la última frase expresada por otros (ecolalia) e imitar los movimientos de los demás (Pressman & Rosen, 2015; Reber & Tranel, 2019; Zanto & Gazzaley, 2019).

Lenguaje

En relación con el lenguaje, según las observaciones históricas de Broca en 1861, se ha reconocido que el lóbulo frontal es una parte central en el procesamiento del lenguaje. Si bien Broca planteó la hipótesis de que la región frontal inferior izquierda era el centro del lenguaje en el cerebro, las observaciones posteriores de Wernicke y muchos otros han demostrado que el lenguaje se procesa en una red distribuida de regiones en el lóbulo frontal y parietal izquierdo alrededor de la cisura de Silvio. Por consiguiente, un deterioro en este proceso puede relacionarse con lesiones en el lóbulo frontal y dar como resultado una afasia, estas se caracterizan por un discurso vacilante, con frases relativamente cortas y largas, pausas entre palabras o frases y patrones de habla no fluidos, en lo que se refiere a la baja cantidad de palabras producidas en un período de tiempo determinado. Una de las más comunes, es la afasia de Broca, la cual se desarrolla por una variedad de alteraciones (accidentes cerebrovasculares, tumores o enfermedades neurodegenerativas) en el lóbulo frontal izquierdo. En un estudio clásico publicado en 1978, Mohr y sus colegas demostraron que una lesión que afecta solo la corteza del lóbulo frontal inferior izquierdo no causa un tipo completo de afasia tipo Broca, sino que causa un mutismo inicial que evoluciona a una dificultad limitada con la articulación que sí lo hace, no afecta a otros aspectos del lenguaje (p. ej., la escritura). Cuando en las enfermedades neurodegenerativas el síntoma más significativo es la alteración en el lenguaje se conoce como afasia progresiva primaria (PPA). Las lesiones en otras regiones, por ejemplo, en el área más alta del lóbulo frontal izquierdo, alrededor de la porción anterior de la circunvolución frontal media, puede asociarse con un síndrome llamado afasia motora transcortical (Freedman et al., 1984; Gorno-Tempini et al., 2011; Mohr et al., 1978; Pressman & Rosen, 2015).

Emoción, motivación y conducta social

En cuanto a los procesos relacionados con la emoción, motivación y comportamiento social, según diversos estudios, sus aspectos iniciales, rápidos y reflexivos se implementan en sistemas filogenéticamente antiguos, a menudo referidos como la red límbica y compuestos de estructuras subcorticales y corticales. No obstante, algunas de las estructuras paralímbicas residen en los lóbulos frontales y la ínsula anterior adyacente. A través de las acciones de estas y otras regiones, el lóbulo frontal juega un papel importante en el procesamiento emocional. Aunque no siempre se expresa en términos de estas construcciones de evaluación, reactividad y regulación, (Pressman & Rosen, 2015; Reber & Tranel, 2019; Rosen & Levenson, 2009)

Respecto a la construcción de evaluación, es probablemente el proceso menos asociado con las funciones del lóbulo frontal. La amplia evidencia indica que la evaluación comienza muy temprano en el procesamiento de los estímulos entrantes, en las regiones subcorticales y la corteza sensorial. Sin embargo, los estudios fisiológicos y de lesiones proporcionan evidencia de compromiso frontal en la evaluación. Las regiones frontales mediales, especialmente el ACC, están activas durante la visualización de caras emocionales en estudios de resonancia magnética funcional y durante tareas donde las decisiones están en parte mediadas por el contenido emocional del estímulo. El ACC puede tener varias divisiones, todas las cuales contribuyen a la integración de información emocional y cognitiva para influir en las acciones y la atención. Por consiguiente, las lesiones en las regiones frontales ventral y medial deterioran el reconocimiento de las emociones. En algunos casos, se cree que el daño a regiones corticales específicas causa un deterioro relativamente selectivo al apreciar emociones específicas (por ejemplo, el miedo). Un aspecto importante de la evaluación es la capacidad de saber lo que sienten otras personas, un componente de empatía que a veces se denomina toma de perspectiva emocional. Esta capacidad se pierde comúnmente en la demencia frontotemporal, probablemente debido a la pérdida de tejido en el PFC medial y la circunvolución paracingulada adyacente (Bush et al., 2000; Fernandez-Duque et al., 2010; Phan et al., 2002; Pressman & Rosen, 2015).

En cuanto a la expresión o reactividad del comportamiento (visceromotor y somático complejo) es generado por regiones subcorticales y corticales como: la ínsula y el ACC. Por consiguiente, las convulsiones en ACC pueden conducir a estados y expresiones afectivas alteradas. Los pacientes pueden mostrar un comportamiento psicopatológico asociado a episodios de agresividad, miedo exacerbado, baja motivación, generación de comportamientos obsesivo compulsivos y/o antisociales. De acuerdo con el papel de la corteza frontal en el procesamiento de recompensas, las lesiones del lóbulo frontal medial pueden producir profundas apatías o abulias. Los pacientes con este grado de apatía pueden moverse solo en raras ocasiones (cuando van alimentarse) y hablan en monosílabos, observándose una completa falta de interés en su entorno. Agudamente, la abulia puede ser el resultado de isquemias en las arterias cerebrales anteriores o hemorragias en una arteria que se comuniquen con el área anterior (debido a la proximidad de esta vasculatura al cingulado anterior y las cortezas frontales mediales). Los síntomas progresivos más lentos podrían representar una masa de crecimiento lento, como un meningioma o glioblastoma de la línea media, una infección crónica (como el virus de inmunodeficiencia humana) o una enfermedad neurodegenerativa (como la demencia frontotemporal). Las neoplasias del tercer ventrículo que crean una hidrocefalia obstructiva también pueden provocar apatía o mutismo acinético. En las enfermedades neurodegenerativas, la apatía puede progresar lentamente, presentándose inicialmente solo como retraimiento social, que otros pueden percibir como depresión o egoísmo. De igual forma, las lesiones que afectan a la ínsula o ACC pueden causar embotamiento emocional, de modo que los estímulos nocivos no provocan la respuesta emocional adecuada, esto se observa en enfermedades como la demencia frontotemporal. Los trastornos psiquiátricos como el trastorno obsesivo-compulsivo y ludopatía, pueden considerarse trastornos del procesamiento de recompensas; estudios con imágenes funcionales y estructurales han demostrado anormalidades de la función del lóbulo frontal en estos y muchos otros trastornos psiquiátricos (Balakrishnan & Rosen, 2008; Bechara et al., 1996; Pressman & Rosen, 2015; Reber & Tranel, 2019).

Acerca de la regulación emocional, la mayoría de las investigaciones se han centrado en la reevaluación y han indicado que las regiones frontales dorsales y dorsolaterales juegan un papel importante. Esto es consistente con la idea de que este tipo de regulación probablemente invoca procesos tales como atención dirigida, memoria de trabajo, abstracción y memoria, dependiendo de la situación. Los estudios específicos de la regulación de la emoción son poco frecuentes en la enfermedad neurológica, pero algunos estudios han identificado déficits de regulación en la demencia frontotemporal, y un estudio reciente de pacientes con afecto pseudobulbar sugirió que el trastorno está relacionado con una regulación alterada de la emoción, posiblemente debido a una disfunción frontal. Muchas lesiones neurológicas que típicamente afectan los lóbulos frontales como la enfermedad de Alzheimer y las lesiones cerebrales traumáticas, se asocian con irritabilidad y agitación caracterizadas por reacciones emocionales rápidas, que probablemente representan una alteración de la regulación emocional, aunque esto no se ha estudiado formalmente. Ciertas enfermedades psiquiátricas, como el trastorno bipolar y el trastorno límite de la personalidad, se han caracterizado como trastornos de la regulación emocional, y aunque algunas se han relacionado con la disfunción frontal, los estudios formales de los vínculos entre la función frontal y la regulación emocional son relativamente poco frecuentes (Balakrishnan & Rosen, 2008; T. W. Chow, 2000; Mak & Lam, 2013; Pressman & Rosen, 2015).

Se ha identificado que la corteza orbitofrontal (OFC) desempeña un papel particular en la regulación emocional, específicamente actualizando e invirtiendo las asociaciones de señal-recompensa o señal-castigo previamente aprendidas. Esto se ha estudiado más en el entorno del condicionamiento del miedo, donde se ha descubierto que la corteza orbitofrontal es fundamental para abolir la respuesta una vez que la asociación ya no es verdadera (extinción). Se ha hipotetizado que la incapacidad para extinguir estos tipos de asociación contribuye al trastorno de estrés postraumático. Los estudios de la corteza orbitofrontal también han vinculado esta región con un papel más amplio en la codificación de los valores actuales en un estímulo, dando como resultado que un fracaso de este mecanismo pueda conducir a un comportamiento extraño relacionado con la recompensa. Por ejemplo, se sabe que los pacientes con demencia frontotemporal comen en exceso y continúan haciéndolo incluso después de estar llenos, lo que resulta en un aumento de peso significativo. Dichos pacientes también se ven obligados a acumular artículos específicos (videos, juguetes, monedas) en grandes cantidades, llenando las habitaciones de su casa. Es probable que la falla de estos mecanismos contribuya a anormalidades en el comportamiento social que se observa en este trastorno. Por ejemplo, los pacientes pueden tocar a extraños de manera inapropiada porque las neuronas de la corteza orbitofrontal no están indicando que el contexto (un extraño, un lugar público) es inapropiado. Investigaciones relacionadas han examinado las contribuciones emocionales a la toma de decisiones en pacientes con lesiones en la corteza orbitofrontal utilizando tareas de «juego» con varias barajas virtuales de cartas que requieren que los sujetos aprendan en muchas pruebas qué barajas son económicamente ventajosas. Los pacientes con lesiones en la corteza orbitofrontal se sienten atraídos hacia las cartas menos ventajosas a pesar de poder expresar su conciencia de que les harán perder dinero. Esto puede estar relacionado con el papel de la corteza orbitofrontal en cambiar nuestras percepciones sobre qué estímulos ambientales predicen recompensas y cuáles no. Debido a este tipo de discapacidad, los pacientes con enfermedades que afectan la corteza orbitofrontal toman decisiones notoriamente malas que pueden ser financieramente ruinosas, a pesar de poder verbalizar la razón por la cual estas decisiones son malas. Las causas patológicas típicas de este tipo de lesiones incluyen lesiones cerebrales traumáticas, tumores en el cráneo por encima de las órbitas y demencia frontotemporal (Bechara et al., 1996; Hoffmann, 2013b; Pressman & Rosen, 2015; Reber & Tranel, 2019).

Conclusión

El lóbulo frontal se encuentra relacionado con todos los procesos cognitivos del ser humano, por tal motivo, su importancia en el monitoreo, control y modificación de las funciones más básicas, desencadenan diversos síndromes que alteran el funcionamiento “normal” del individuo.

Los estudios relacionados con estas alteraciones, trastornos o síndromes de la red frontal, en su mayoría se han centrado en su función y localización, dejando de lado el tratamiento de los mismos, en especial, los relacionados con la parte emocional (regulación, evaluación y expresión),

Por consiguiente, surgen diversas dudas: ¿los pacientes que desencadenan problemas en el proceso de la emoción después de una lesión, trauma, accidente cerebrovascular, inflamación o enfermedad neurodegenerativa en el lóbulo frontal, pierden por completo su funcionalidad?, ¿existen terapias farmacológicas, neurorrehabilitaciones o terapias de otro tipo que lleguen a mejorar la función del lóbulo frontal?

Respecto a las enfermedades psiquiátricas, investigaciones y metaanálisis realizados por Deright (2019), Díaz-Canaleja et al., (2019), Hagenhoff et al. (2013), Palomares et al., 2019, Mcclure et al. (2015), entre otros, han demostrado que en enfermedades como el trastorno bipolar, la esquizofrenia y los trastornos de la personalidad como el límite, se encuentran alteraciones de las funciones ejecutivas, las cuales se encuentran estrechamente relacionadas con el lóbulo frontal, si esto es cierto ¿Por qué los tratamientos de estas enfermedades y trastornos mentales solo se remiten al área de psicología y psiquiatría?¿es posible que una rehabilitación neuropsicológica en estos pacientes mejore aspectos como la regulación emocional y funciones ejecutivas?

Artículo escrito por las psicólogas Ana Carolina Morales Arias y Lynda Evelin Acuña Hernández.

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