Discusión

Los resultados de nuestro experimento de IRMF son generalmente consistentes con los del estudio PET previo (15), que utilizó las mismas dos tareas (es decir, ICC y ECC) en diez sujetos masculinos. Con respecto al MPFC, se encontró en su estudio un aumento de la actividad en la corteza cingulada anterior (BA 32), extendiéndose a la corteza prefrontal medial (BA 9). En nuestro estudio, sin embargo, las respuestas en la CFP dorsal que distinguen la CIC de la CEC se limitaron en gran medida a las extensiones mediales de las áreas de Brodmann 8, 9 y 10, con una afectación limitada del cingulado anterior adyacente (Fig. 3). La definición más clara de estas regiones puede estar relacionada con el uso de imágenes por resonancia magnética con su mayor resolución espacial en comparación con la PET y el aumento de la potencia estadística que proporciona un número mucho mayor de sujetos (24 en comparación con 10). Nuestros datos sugieren la posibilidad de que haya más de un área de mayor actividad en las áreas 8, 9 y 10 de Brodmann (Tabla 1, ICC > ECC).

Es importante enfatizar que la adición de una condición básica simple, en nuestro caso la fijación visual, proporcionó información adicional significativa sobre los cambios que ocurren en otras áreas dentro de la MPFC utilizando las mismas condiciones de tarea activa que no se pudieron identificar en el estudio anterior (15). Dorsalmente, se observó un aumento de la actividad en la vecindad del cíngulo anterior por igual en ambas tareas (Fig. 2). En general, esta actividad parecía incluir la pre-SMA y la SMA adyacentes consistentes con las actividades motoras asociadas con el desempeño de la tarea (38) y sus demandas atencionales asociadas (39). Acompañando a estos aumentos en el MPFC dorsal, hubo disminuciones en el MPFC ventral en ambas condiciones de tarea (Fig. 4).

Otros han postulado diferencias funcionales entre MPFC dorsal y ventral (por ejemplo, refs. 4, 3, 9 y 40). Aunque la mayoría de los investigadores se han acercado a estas áreas por separado, nuestros datos experimentales invitan a considerarlas juntas.

Al considerar una posible interpretación funcional de nuestros datos, comenzamos señalando que las áreas de MPFC que exhiben cambios específicos de tareas en nuestro estudio se encuentran entre las que se ven prominentemente para disminuir su actividad en una amplia variedad de paradigmas de activación cognitiva (1). Los investigadores se han encontrado con estas disminuciones inducidas por tareas en la actividad cerebral regional, incluso cuando el estado de control consiste en acostarse en silencio con los ojos cerrados o ver pasivamente un estímulo. La consistencia con la que estas áreas del cerebro participan en las tareas asociadas disminuye a pesar de la amplia variedad de tareas con las que se han asociado, nos ha llevado a postular que existe un modo organizado de función cerebral que es un estado activo predeterminado cuyas funciones se atenúan durante comportamientos específicos dirigidos a objetivos (2, 41).

Una característica única del estado predeterminado que postulamos (2) es que encarna un nivel modal de actividad neuronal funcionalmente significativo y a largo plazo. Derivamos esta definición de la relación sorprendentemente uniforme entre el flujo sanguíneo y la utilización de oxígeno que existe en todo el cerebro humano en el estado de reposo pero despierto e incluye aquellas áreas que exhiben disminuciones regularmente. En tales circunstancias, las discrepancias entre el flujo sanguíneo local y la utilización de oxígeno que caracterizan las áreas de la llamada activación y conducen a la señal en NEGRITA en los estudios de IRMF (para revisión, ver ref. 42) brillan por su ausencia. Esta uniformidad sugiere que se ha alcanzado un equilibrio entre los requisitos metabólicos locales necesarios para mantener un nivel modal de actividad neural a largo plazo y el nivel de flujo sanguíneo en esa región. Creemos que las pistas sobre la naturaleza funcional de este estado de referencia o predeterminado se revelan a través de una consideración de los cambios observados en las áreas que participan en disminuciones desde este estado de referencia (1). En esta comunicación, centramos nuestro debate en el MPFC.

Disminución de la actividad a partir de un estado de control pasivo (p. ej., fijación visual) en el MPFC ventral son algunos de los más frecuentemente observados en estudios de imagen funcional (1). En ambos estados de tareas, se observaron de nuevo disminuciones significativas en esta área (Fig. 4). ¿Cómo podría entenderse esto teniendo en cuenta lo que se conoce actualmente sobre la funcionalidad de esta región?

Anatómicamente, el MPFC ventral está compuesto por áreas citoarquitectónicamente discretas que reciben una amplia gama de información sensorial del cuerpo y el entorno externo a través de la corteza prefrontal orbital (43-45) y están fuertemente interconectadas con estructuras límbicas como la amígdala, el estriado ventral, el hipotálamo, la región gris periacueductal del cerebro medio y los núcleos autónomos del tronco cerebral (46-52). Tales relaciones anatómicas sugieren un papel para estas áreas medias en la integración de los aspectos visceromotores del procesamiento emocional con la información recopilada de los entornos internos y externos. Algunos han ampliado esta idea para sugerir que el MPFC ventral desempeña un papel en la integración de los procesos emocionales y cognitivos al incorporar señales o marcadores de sesgo emocional en los procesos de toma de decisiones (53-55). Se ha sugerido que el MPFC ventral participa en la regulación de otras estructuras límbicas (p. ej., amígdala) sobre la base del «significado actual» de los estímulos (56). Como corolario de nuestro modelo de un modo predeterminado de la función cerebral, plantearíamos que estas actividades están en curso a menos que se atenúen durante la realización de una tarea cognitiva que exige atención.

De hecho, se ha demostrado que las reducciones en la actividad en el MPFC ventral, como se ve en este y otros experimentos (1), a menudo ocurren en el entorno del desempeño de tareas cognitivas que requieren atención. Esto es consistente con la observación de que la actividad cognitiva puede atenuar aspectos del procesamiento emocional, como la experiencia y la expresión de angustia (57-59).

Aunque nuestros datos no revelan una diferencia estadísticamente significativa en el grado en que la actividad ventral de MPFC se reduce en nuestras dos tareas, la inspección visual de las imágenes en la Fig. 4 (véase también el cuadro 1) sugiere que las reducciones son menores en la CCI. Esta observación nos llevó a examinar los datos de los sujetos individuales (que se publicarán por separado), que revelaron una mayor variabilidad en esta región asociada con la tarea de la CPI que con la tarea de la CEC. Que el nivel de procesamiento emocional pueda ser mayor en la tarea de la CPI, al menos para algunas personas, es intuitivamente atractivo. Que pueda haber una disminución menor en esta área cuando el procesamiento emocional co-ocurre con una tarea cognitiva que requiere atención es consistente con nuestros hallazgos previos (60); también lo es la variabilidad individual observada en tales circunstancias (61). Finalmente, la variabilidad individual, junto con una muestra pequeña, bien puede explicar que Lane y sus colegas (15) noten un aumento de la actividad en MPFC ventral (BA25) en el contraste de CIC vs.CEC en su estudio PET.

Aunque hemos observado la frecuente ocurrencia de reducciones de actividad en el MPFC ventral, otros han reportado aumentos (55). Aquí queremos enfatizar la importancia del estado de control utilizado en cualquier estudio de imagen. Nuestros datos ilustran el problema. El empleo de una tarea de control que exige atención como base de referencia, como se hace con tanta frecuencia (55), es probable que se asocie con reducciones de actividad en el MPFC ventral. Cuando esto se combina con una tarea de interés, que también incorpora un elemento de procesamiento emocional (entendiéndose el término «emocional» de manera muy amplia), la diferencia entre la línea de base establecida por esta tarea de control y la tarea de interés, con toda probabilidad, aparecerá como un aumento. Esto es precisamente lo que observamos en un área de MPFC en la comparación de la condición de tarea ICC con la ECC (ver Fig. 5). Las implicaciones de esta cuestión se han estudiado más a fondo en otras partes (2, 60 a 63). Por lo tanto, lo que otros reportan como un aumento, en ocasiones debe considerarse más adecuadamente como una disminución, que refleja con mayor precisión los cambios locales relacionados con la tarea en la actividad neuronal.

En contraste con el MPFC ventral, los cambios observados en el MPFC dorsal (específicamente, BA 8, 9 y 10) han incluido aumentos y disminuciones. Al menos dos estudios, incluido el presente experimento y un estudio de inducción del estado de ánimo realizado por Pardo y sus colegas (12), demuestran aumentos reales desde un estado de referencia pasivo, mientras que un metanálisis grande (1) observó disminuciones consistentes desde un estado de referencia pasivo. Otros estudios (para revisión, ver ref. 14) por lo general implican el uso de un estado base complejo (tarea de control), por lo que es imposible determinar si los aumentos reportados surgieron de la comparación con una disminución generada por el desempeño de la tarea de control o un verdadero aumento en la tarea de interés. Sin embargo, el rango dinámico de actividad en BA 8, 9 y 10 parece incluir tanto aumentos como disminuciones de su línea de base o modo de operación predeterminado.

El reciente informe y revisión de Castelli y sus colegas (14) resume muchos de los experimentos de imágenes funcionales que han reportado aumentos en la actividad en BA 8, 9 y 10 y el surco paracingulado adyacente. Los procesos cognitivos cubiertos en su revisión se dividen en dos categorías generales. La primera categoría era el monitoreo o reporte de los propios estados mentales, como los pensamientos generados por uno mismo (16) y el habla intencionada (64), así como las emociones (15). Una extensión de esta última categoría incluye experimentos de inducción del estado de ánimo (10, 12, 65) que generalmente han involucrado el recuerdo de eventos personales cargados de afecto. También se ha observado un aumento de la actividad en esta esfera. Una segunda categoría de experimentos que involucraban a esta región implicaba atribuir estados mentales a otros (14, 66).

Sobre la base de estos resultados de imágenes, los Frith han postulado que las regiones prefrontales mediales dorsales se refieren a representaciones explícitas de estados del yo.»Nuestros resultados (Fig. 3) son consistentes con esta formulación y sugieren que la actividad dentro de la MPFC dorsal aumenta cuando la atención se dirige específicamente hacia la actividad mental auto-referencial o orientada introspectivamente.

Muchos han observado que una actividad mental similar surge espontáneamente cuando los sujetos no participan activamente en el procesamiento de información generada externamente. Las discusiones sobre la actividad mental auto-referencial o introspectiva incontrolada que ocurre durante las condiciones de descanso se han centrado en gran medida en su contenido o carácter psicológico. Se ha referido, por ejemplo, como » pensamientos independientes de estímulo «(SITs) o sueños despiertos (67, 68),» imaginería y pensamiento no relacionados con la tarea «(69), y» asociación libre «o» corriente de conciencia » (70).

Ingvar (18) fue el primero en atribuir la actividad mental espontánea autogenerada del cerebro humano en reposo a la actividad de la corteza prefrontal. Esto se basó en su descubrimiento de un alto flujo sanguíneo en reposo en el área prefrontal (17). Un experimento más reciente con PET (16) indicó que la actividad en BA 8, 9 y 10 se correlacionaba con el número de asientos y era más alta en la condición de reposo. Esto es consistente con el hecho de que el aumento de la carga cognitiva dirigida externamente reduce la SED y la actividad en BA 8, 9 y 10 (1). Esto sería consistente con la opinión de que BA 8, 9 y 10 están involucrados en la producción de SITs en función de su estado predeterminado.

Por lo tanto, los estudios de imagen funcional sugerirían que la BA 8, 9 y 10 podría ser necesaria para la actividad mental espontánea y relacionada con la tarea, autorreferencial o orientada introspectivamente. Estudios de lesiones de MPFC dorsal (71) (ver también refs. 72 y 73) y sus conexiones (74, 75) también apoyan esta hipótesis.

Queremos enfatizar que esta actividad espontánea no representa simplemente » ruido «(62, 63), sino que, como David Ingvar planteó por primera vez (18, 76), podría implicar una» simulación continua del comportamiento», un ensayo interno, así como una optimización de programas seriales cognitivos y conductuales para el futuro del individuo. Tulving y sus colegas han ampliado este pensamiento en su trabajo sobre memoria episódica y conciencia autonoética(para una revisión reciente, ver ref. 22). Propondríamos que el MPFC dorsal participe en el procesamiento de tales representaciones que encarnan aspectos del yo, particularmente el yo «narrativo» (19) o «autobiográfico» (20) extendido temporalmente.

Emerging es una visión expandida de la instanciación neuronal del «yo multifacético».»En nuestro trabajo anterior (2), hemos sugerido que el estado predeterminado del cerebro crea instancias de funciones que son integrales para el yo, y que pueden estar disponibles o no disponibles para la conciencia. Estos incluyen la vigilancia de los entornos internos y externos y alguna evaluación de la importancia de los estímulos para el individuo. Creemos que el MPFC ventral contribuye a este último. Sin embargo, esto obviamente representa una visión muy incompleta del ser. Como señaló Ingvar, «el cerebro no puede producir una conciencia consciente normal sin que el ‘yo’ tenga un acceso ‘total’ de alguna manera simultáneo a la información en los sistemas neuronales que sirven a la experiencia de un pasado, un presente y un futuro» (18). Aquí creemos que el MPFC dorsal es particularmente importante. Reconocemos, sin embargo, que la instanciación neuronal del yo en todas sus dimensiones es probable que esté ampliamente distribuida.

Finalmente, la presencia frecuentemente observada de actividad mental espontánea ha sido frecuentemente considerada como una especie de «problema» (por ejemplo, refs. 62 y 63) que deben controlarse en experimentos de imágenes funcionales. Sugerimos que una forma útil de abordar el estudio de un concepto importante como el de sí mismo es explorar más a fondo la naturaleza de la actividad del Estado por defecto.