Corteza cerebral y funciones cognitivas superiores

Anatomía funcional de la corteza cerebral

Con base en sus funciones, las áreas de la corteza cerebral pueden dividirse en primarias (sensitivas o motoras), de asociación unimodal y de asociación multimodal (o integración).

• Las áreas primarias envían señales motoras de salida (corteza motora) y reciben señales sensitivas de entrada (por ejemplo: cortezas somatosensitiva, auditiva y visual).
• Las áreas de asociación unimodal procesan todavía más las señales sensitivas de entrada y las señales motoras de salida de las áreas primarias.
• Las áreas de asociación multimodal integran información de diferentes áreas del encéfalo y regulan funciones superiores.

Las funciones suelen localizarse en áreas corticales específicas. Algunos ejemplos de funciones específicas y sus correspondientes áreas de asociación primaria y unimodal en los lóbulos del cerebro incluyen:

• Movimiento: corteza motora en el lóbulo frontal.
• Información sensitiva: corteza somatosensitiva en el lóbulo parietal.
• Audición: corteza auditiva en el lóbulo temporal.
• Visión: corteza visual en el lóbulo occipital.

Echa un vistazo más de cerca a las estructuras del cerebro humano con esta unidad de estudio acerca de la anatomía del sistema nervioso:

Cognición y lenguaje

Las funciones cognitivas incluyen el reconocimiento, el procesamiento y la respuesta a los estímulos ambientales, así como el inicio de respuestas voluntarias. Estos procesos mentales son responsables de las funciones cognitivas superiores como el sentido de sí mismo, la atención, la resolución de problemas y otros comportamientos. Las áreas corticales implicadas en estos procesos cognitivos suelen ser áreas de asociación multimodal.

Algunos ejemplos incluyen:

• Personalidad y planeación motora: corteza prefrontal en el lóbulo frontal.
• Conciencia espacial: áreas en el lóbulo parietal.
• Reconocimiento: áreas en el lóbulo temporal.

Algunas de estas capacidades cognitivas están lateralizadas, es decir, que sus áreas corticales se encuentran en los hemisferios cerebrales izquierdo o derecho. Por ejemplo, la atención y el reconocimiento facial suelen localizarse en el hemisferio derecho, mientras que el lenguaje y el habla se encuentran en el hemisferio izquierdo en la mayoría de las personas.

El lenguaje es una de las habilidades cognitivas superiores más estudiadas. Dos áreas de asociación multimodal primarias están involucradas en la comprensión y producción del lenguaje.

• El área de Wernicke se ubica en el lóbulo temporal, en la intersección con el lóbulo parietal, y es responsable de la comprensión del significado de los estímulos del lenguaje, como son las palabras escritas o habladas.
• El área de Broca está localizada en el lóbulo frontal y se encarga de la producción del lenguaje, por ejemplo, escoger la palabra correcta al hablar o escribir.

La pérdida de la función en cualquiera de estas áreas provoca déficits específicos en el lenguaje, tales como la incapacidad para comprender (afasia receptiva) o producir el lenguaje (afasia expresiva).

Aprende más sobre las funciones de las diferentes áreas corticales, denominadas áreas de Brodmann, con la ayuda de nuestra unidad de estudio:

Aprendizaje y memoria

Cada vez que nos exponemos a una nueva información o intentamos realizar una nueva tarea motora, creamos nuevas memorias. Este proceso cognitivo de aprendizaje se lleva a cabo en áreas de asociación multimodal situadas en varias regiones del encéfalo. Se pueden definir diferentes tipos de memoria de acuerdo con la información que contienen y el tiempo que se almacena dicha información.

De acuerdo con en el tipo de información que contienen, la memoria se puede dividir en:

• Memoria declarativa (explícita): fragmentos de información que se pueden recordar de forma consciente, importante para funciones cognitivas como el juicio y la evaluación.
• Memoria no declarativa (implícita): habilidades y procedimientos que se realizan principalmente de forma inconsciente, como por ejemplo, las habilidades motoras necesarias para beber de un vaso.

De acuerdo con la duración del almacenamiento, la memoria se puede dividir en:

• Memoria inmediata: algunos segundos.
• Memoria a corto plazo (de trabajo): algunos minutos.
• Memoria a largo plazo: meses o más.

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La transferencia de memorias de corto a largo plazo se denomina consolidación.

Este proceso implica probablemente la formación de nuevas conexiones y cambios en la conectividad sináptica. Un mecanismo celular importante es la potenciación a largo plazo, en la que la estimulación repetida de las neuronas asociadas induce alteraciones estructurales (crecimiento de las dendritas neuronales) y químicas (liberación de más neurotransmisores), las cuales fortalecen las conexiones sinápticas.

La consolidación ocurre principalmente en el hipocampo y el lóbulo temporal en la memoria declarativa, mientras que la corteza motora, cerebelo y núcleos basales son las áreas que probablemente participan más en la consolidación de la memoria no declarativa. Las memorias a largo plazo frecuentemente se almacenan en el área más relevante para el tipo de información, por ejemplo, las memorias visuales en el lóbulo occipital o las memorias motoras en los circuitos motores.

Sueño y vigilia

Al final del día, cuando es tiempo de descansar, nos vamos a dormir. La razón por la que dormimos no está completamente definida, pero los expertos sugieren que puede ayudar a reducir nuestras demandas energéticas, reparar nuestro cuerpo y para funciones relacionadas con la plasticidad cerebral.

Aunque el sueño no es estrictamente una función cognitiva superior, los patrones de sueño influyen en gran medida en el funcionamiento encefálico. Por ejemplo, la falta de sueño afecta frecuentemente las funciones cognitivas superiores, especialmente la atención y la toma de decisiones. También se piensa que algunas fases del sueño son importantes para la consolidación de la memoria.

Al igual que otras funciones corporales, el sueño sigue un ciclo circadiano, es decir, que los periodos de sueño y vigilia se alternan dentro de ciclos de 24 horas. Una estructura clave para nuestros ritmos circadianos es el núcleo supraquiasmático del hipotálamo, el cual sirve como un “reloj biológico” interno al medir el paso del tiempo con base en cuánto tiempo toma degradar una proteína específica.

La información del núcleo supraquiasmático se integra con estímulos de entrada provenientes de los fotorreceptores. Cuando la cantidad de luz en el ambiente disminuye y el proceso de generación del sueño comienza, el núcleo supraquiasmático activa una vía que reduce la comunicación entre el tálamo y la corteza. Debido a que la mayoría de las vías sensitivas hacen relevo en el tálamo, este proceso disminuye eficientemente la cantidad de información sensitiva que llega a la corteza y, por lo tanto, reduce la consciencia.