Search Posts

Hjernen-dorsolateral-prefrontal-cortex

MASKINOVERSAT TEKST – KUN DELVIS RETTET (ORIGINAL TEKST NEDENFOR, KILDE: https://en.wikipedia.org/wiki/Dorsolateral_prefrontal_cortex ):

Den dorsolaterale præfrontale cortex ( DLPFC eller DL-PFC ) er et område i den for-frontale cortex i hjernen hos mennesker og ikke-menneskelige primater. Det er en af ​​de senest udviklede dele af den menneskelige hjerne. Den gennemgår en langvarig modningstid, der varer indtil voksenalderen. [1] DLPFC er ikke en anatomisk struktur, men snarere en funktionel. 


Den dorsolaterale præfrontale cortex ligger i den midterste frontale gyrus i menneskets hjerne (dvs. den laterale del af Brodmanns område (BA) 9 og 46 [2] ). I makakaber er det omkring de vigtigste sulcus (
[the principal sulcus]  dvs. i Brodmanns område 46 [3] [4] [5]). Andre kilder mener, at DLPFC skal sættes anatomisk i forbindelse med BA 9 og 46 [6] og BA 8 , 9 og 10 . [1]


Den dorsolaterale præfrontale cortex har forbindelser med den orbitofrontale cortex samt thalamus , dele af de basale ganglier (specifikt dorsal caudate nucleus ), hippocampus og primære og sekundære associeringsområder af neocortex (herunder posterior temporale, parietale og occipitale områder ). [7] 


Den dorsolaterale præfrontale cortex er også slutpunktet for dorsal pathway (stream) , der håndterer, hvordan man interagerer med stimuli.

En vigtig funktion af den dorsolaterale præfrontale cortex er de udøvende funktioner , såsom arbejdshukommelse , kognitiv fleksibilitet , [8] planlægning, hæmning og abstrakt ræsonnement. [9] 


Den dorsolaterale præfrontale cortex er dog ikke udelukkende ansvarlig for de udøvende funktioner. Alle komplekse mentale aktiviteter kræver de ekstra kortikale og subkortiske kredsløb, som den dorsolaterale præfrontale cortex er forbundet med. [10] 


Den dorsolaterale præfrontale cortex er også det højeste kortikale område, der er involveret i motorisk planlægning , organisation og regulering. [10]

Struktur 

Da den dorsolaterale præfrontale cortex er sammensat af rumlige selektive neuroner , har den et neuralt kredsløb, der omfatter hele spektret af underfunktioner, der er nødvendige for at udføre et integreret svar, såsom: sensorisk input, retention i korttidshukommelse og motorisk signalering. [11]

Historisk blev den dorsolaterale præfrontale cortex defineret ved sin forbindelse til: den overordnede temporale cortex , den bageste parietale cortex , den forreste og posterior cingulate , den premotoriske cortex , den retrospleniale cortex og neocerebellum . [1]Disse forbindelser giver
den dorsolaterale præfrontale cortex mulighed for at regulere aktiviteten i disse regioner samt at modtage information fra og reguleres af disse regioner. [1]

Funktion

Primærfunktioner

Den dorsolaterale præfrontale cortex er kendt for sin deltagelse i de udøvende funktioner, som er en samlebetegnelse for forvaltningen af kognitive processer , [12] herunder arbejdshukommelsen , kognitiv fleksibilitet , [13] og planlægning . [14] Et par opgaver har været meget fremtrædende i forskningen på den dorsolaterale præfrontale cortex , f.eks. A-ikke-B-opgaven , forsinket responsopgave og genoprettelse af objekter. [1]Den adfærdsmæssige opgave, der er stærkest forbundet med
den dorsolaterale præfrontale cortex , er den kombinerede A-ikke-B / forsinkede responsopgave, hvor emnet skal finde en skjult genstand efter en vis forsinkelse. Denne opgave kræver at personen kan holde oplysninger i tankerne ( arbejdshukommelse ), som antages at være en af funktioerne i den dorsolaterale præfrontale cortex. [1] 

Betydningen af den dorsolaterale præfrontale cortex for arbejdshukommelsen blev styrket ved undersøgelser med voksne makak-aber. Læsioner, der ødelagde den dorsolaterale præfrontale cortex forstyrrede makak-abernes præstation af A-ikke-B / forsinket responsopgave, mens læsioner til andre hjernedele ikke forringede deres præstation i denne opgave. [1]

Den dorsolaterale præfrontale cortex er ikke påkrævet til hukommelse af en enkelt genstand. Skader på den dorsolaterale præfrontale cortex forringer således ikke genkendelseshukommelsen . [15] Hvis to ting skal sammenlignes fra hukommelsen, er involveringen af den dorsolaterale præfrontale cortex påkrævet. Mennesker med skadet dorsolateral præfrontal cortex kan ikke identificere et billede, de havde set, efter en tid, da de fik mulighed for at vælge mellem to billeder. [15] Desuden svigtede disse mennesker også i Wisconsin Card-Sorting Test, da de mister den aktuelt korrekte regel og vedvarende organiserer deres kort ifølge den tidligere korrekte regel. [16] 

Da den dorsolaterale præfrontale cortex også beskæftiger sig med vågne tanke og virkelighedstest, er den dorsolaterale præfrontale cortex ikke aktiv, når man sover. [16]Ligeledes er den dorsolaterale præfrontale cortex mest relateret til dysfunktionen af ​​drev, opmærksomhed og motivation. [17]

Patienter med mindre skader på den dorsolaterale præfrontale cortex viser manglende interesse i deres omgivelser og mister spontanitet i såvel sprog som adfærd. [17] Patienterne kan også være mindre opmærksomme end normalt på mennesker og begivenheder, som de kender. [17] Skader på denne region i en person fører også til manglen på motivation til at gøre ting for sig selv og / eller for andre. [17]

Beslutningstagning

Den dorsolaterale præfrontale cortex er involveret i både risikovurderende og moralsk beslutningstagning ; Når enkeltpersoner skal træffe moralske beslutninger, såsom hvordan man distribuerer begrænsede ressourcer, aktiveres den dorsolaterale præfrontale cortex . [18] Denne region er også aktiv, når omkostninger og fordele ved alternative valg er af interesse. [19] På samme måde, når muligheder for valg af alternativer er til stede, fremkalder den dorsolaterale præfrontale cortex en præference mod den mest retfærdige løsning og undertrykker fristelsen til at maksimere personlig gevinst. [20]

Arbejdsminne

Arbejdshukommelsen er det system, der aktivt indeholder flere stykker af kortvarig information i hukommelsen, hvor de kan manipuleres.

Den dorsolaterale præfrontale cortex er vigtig for arbejdshukommelse; [21] reduceret aktivitet i dette område korrelerer med dårlig ydeevne på arbejdshukommelsesopgaver. [22] Andre områder af hjernen er imidlertid også involveret i arbejdshukommelse. [23]


Der er en løbende diskussion, om den dorsolaterale præfrontale cortex er specialiseret i en bestemt type arbejdshukommelse, nemlig beregningsmekanismer til overvågning og manipulation af genstande, eller om det har et bestemt indhold , nemlig visuospatial information, som gør det muligt mentalt at repræsentere koordinater inden for det rumlige domæne. [21]

Der har også været nogle forslag om, at funktionen af ​​ den dorsolaterale præfrontale cortex i verbal og rumlig arbejdshukommelse er lateraliseret i henholdsvis venstre og højre hjernehalvdel. Smith, Jonides og Koeppe (1996) [24] observerede en lateralisering af den dorsolaterale præfrontale cortex's aktiveringer under verbal og visuel arbejdshukommelse. Verbale arbejdshukommelsesopgaver aktiverede hovedsagelig de venstre dorsolaterale præfrontale cortex og visuelle arbejdshukommelsesopgaver, der primært aktiverede den højre dorsolaterale præfrontale cortex. Murphy et al. (1998) [25] fandt også, at verbale arbejdshukommelsesopgaver aktiverede højre og venstre dorsolaterale præfrontale cortex , hvorimod rumlige arbejdshukommelsesopgaver overvejende aktiverede den venstre dorsolaterale præfrontale cortex . Reuter-Lorenz et al. (2000) [26]fandt ud af, at aktiveringer af den dorsolaterale præfrontale cortex viste fremtrædende lateralisering af verbal og rumlig arbejdshukommelse hos unge voksne, hvorimod denne lateralisering mindre synlig hos den ældre voksne. Det blev foreslået, at denne reduktion i lateralisering kunne skyldes rekruttering af neuroner fra den modsatte hjernehalvdel for at kompensere for neuronal tilbagegang med aldring.

Sekundære funktioner


Den dorsolaterale præfrontale cortex kan også være involveret i bedrageri og løgn, [27] som antages at hæmme den normale tendens til at fortælle sandheden. Forskning tyder også på, at brug af TMS på den dorsolaterale præfrontale cortex kan hæmme en persons evne til at lyve eller for at fortælle sandheden. [28]

Dertil kommer, at understøttende beviser tyder på, at den dorsolaterale præfrontale cortex også kan spille en rolle i konfliktfremkaldt adfærdsmæssig tilpasning, for eksempel når en person beslutter hvad man skal gøre, når han står over for modstridende regler. [29]En måde, hvorpå dette er blevet testet er gennem Stroop test , [30] , hvor forsøgspersonen er vist et navn på en farve trykt i farvet blæk og derefter bliver bedt om at navngive farven på blækket så hurtigt som muligt. Konflikt opstår, når farven på blækket ikke svarer til navnet på den udskrevne farve. Under dette forsøg viste sporing af personens hjerneaktivitet en mærkbar aktivitet inden for den dorsolaterale præfrontale cortex . [30]

Aktivering af den dorsolaterale præfrontale cortex korreleret med adfærdsmæssige præstationer, hvilket tyder på, at denne region opretholder de store krav til opgaven at løse konflikt og således i teorien spiller en rolle i at tage kontrol. [30]


Den dorsolaterale præfrontale cortex kan også være forbundet med menneskelig intelligens. Selv når der imidlertid findes korrelationer mellem den dorsolaterale præfrontale cortex og menneskelig intelligens, betyder det ikke, at al menneskelig intelligens er en funktion af den dorsolaterale præfrontale cortex . Med andre ord kan denne region tilskrives generel intelligens i bredere skala såvel som meget specifikke roller, men ikke alle roller. For eksempel indikerer brug af billedstudier som PET og fMRI involvering af den dorsolaterale præfrontale cortex i deduktiv , syllogistisk ræsonnement. [31] Specielt når de er involveret i aktiviteter, der kræver syllogistisk argumentation, er områder i den venstre
dorsolaterale præfrontale cortex særligt og konsekvent aktive. [31]


Den dorsolaterale præfrontale cortex kan også være involveret i trussel-induceret angst. [32] I et forsøg blev deltagerne bedt om at bedømme sig som adfærdshæmmende eller ej. De, der vurderede sig som adfærdsmæssigt hæmmet, viste endvidere større tonisk (hvilende) aktivitet i den højre-posterior dorsolaterale præfrontale cortex[32] En sådan aktivitet kan ses gennem elektroencefalogram (EEG) optagelser. Personer, der er adfærdsmæssigt hæmmet, er mere tilbøjelige til at opleve følelser af stress og angst, når de står over for en særlig truende situation. [32] I en teori kan angstløshed øges som følge af den nuværende årvågenhed. Bevis for denne teori omfatter neuroimaging-undersøgelser, der viser ktivitet i den dorsolaterale præfrontale cortex, når en person oplever årvågenhed. [32] Nærmere bestemt er det teoretiseret, at trussel-induceret angst også kan være forbundet med underskud i løsning af problemer, hvilket fører til usikkerhed. [32] Når en person oplever usikkerhed, er der øget aktivitet i
den dorsolaterale præfrontale cortex . Med andre ord kan sådan aktivitet spores tilbage til trussel-induceret angst.

Social kognition

Blandt de præfrontale lobes synes den dorsolaterale præfrontale cortex at være den, der har mindst direkte indflydelse på den sociale adfærd, men det synes at give klarhed og organisation til social kognition . [9] Den dorsolaterale præfrontale cortex ser ud til at bidrage til sociale funktioner gennem driften af ​​dets hovedspecialitet de udøvende funktioner, fx når man håndterer komplekse sociale situationer. [9] Sociale områder, hvor den dorsolaterale præfrontale cortex's rolle undersøges, er blandt andet socialt perspektiv [7] og aflede andre folks hensigter [7] eller tankegang ; [9] undertrykkelsen af ​​egoistisk adfærd, [7] [33] og engagement i et forhold.[34]

Forhold til neurotransmittere

Da den dorsolaterale præfrontale cortex gennemgår lange modningshormon-ændringer, en ændring, der er blevet tilskrevet den dorsolaterale præfrontale cortex for at gøre tidlige kognitive fremskridt er det stigende niveau af neurotransmitteren dopamin i den dorsolaterale præfrontale cortex[1] I undersøgelser hvor voksne makak-abers dopaminreceptorer blev blokeret, blev det set, at de voksne makak-aber havde underskud i A-ikke-B-opgaven, som om den dorsolaterale præfrontale cortex blev taget helt ud.

En lignende situation blev set, da makak-aber blev injiceret med MPTP , hvilket reducerer niveauet af dopamin i den dorsolaterale præfrontale cortex[1] Selv om der ikke har været fysiologiske undersøgelser om involvering af cholinerge virkninger på subkortikale områder, viser adfærdsmæssige studier, at neurotransmitteren acetylcholiner afgørende for den dorsolaterale præfrontale cortex's arbejdshukommelsesfunktion. [35]

Klinisk betydning

Skizofreni

Schizofreni kan delvis tilskrives manglende aktivitet i frontal-hjernen. [16] Den dorsolaterale præfrontale cortex er især underaktiv, når en person lider af kronisk skizofreni. Schizofreni er også relateret til mangel på dopamin-neurotransmitter i frontal lobe . [16] 

Den dorsolaterale præfrontale cortex 's dysfunktioner er unikke blandt skizofreni-patienterne, da de, der diagnosticeres med depression, ikke har tendens til at have samme unormale aktivering i den dorsolaterale præfrontale cortex under arbejdshukommelses-relaterede opgaver. [22]

Arbejdshukommelsen er afhængig af stabilitet og funktionalitet i den dorsolaterale præfrontale cortex. Reduceret aktivering af
den dorsolaterale præfrontale cortex forårsager, at skizofrene patienter klarer sig dårligt i opgaver, der involverer arbejdshukommelse. Den dårlige ydeevne bidrager til de ekstra kapacitetsbegrænsninger i arbejdshukommelse, der er større end grænserne for normale patienter. [36] 

De kognitive processer, der beskæftiger sig stærkt med den dorsolaterale præfrontale cortex , såsom hukommelse, opmærksomhed og højere ordrebehandling, er de funktioner, der en gang forvrænget bidrager til sygdommen. [22]

Depression

Sammen med hjernens regioner som det limbiske system , dækker den dorsolaterale præfrontale cortex tungt med major depressive disorder (MDD). 


Den dorsolaterale præfrontale cortex kan bidrage til depression på grund af at være involveret i lidelsen på et følelsesmæssigt niveau under undertrykkelsesfasen. [37] Mens arbejdshukommelsesopgaver ser ud til at aktivere den dorsolaterale præfrontale cortex normalt, [38] er den reducerede mængde grå masse korreleret med dens formindskede aktivitet.

Den dorsolaterale præfrontale cortex kan også have bånd til den ventromediale præfrontale cortex i deres funktioner med depression. [37]Dette kan tilskrives, hvordan kognitive funktioner i
den dorsolaterale præfrontale cortex også kan involvere følelser, og VMPFCs følelsesmæssige virkninger kan også involvere selvbevidsthed eller selvrefleksion. Skader eller læsioner på den dorsolaterale præfrontale cortex kan også føre til øget ekspression af depressionssymptomer.

Stress

Eksponering for alvorlig stress kan også være forbundet med skade i
den dorsolaterale præfrontale cortex[39] Mere specifikt har akut stress en negativ indvirkning på den højere kognitive funktion kendt som arbejdshukommelse (WM), som også spores for at være en funktion af
den dorsolaterale præfrontale cortex[39] I et forsøg anvendte forskere funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI) til registrering af neurale aktiviteter hos raske individer, der deltog i opgaver i et stressende miljø. [39] Når stress påvirkede personerne, viste deres neurale aktivitet reduceret arbejdshukommelse-relateret aktivitet i
den dorsolaterale præfrontale cortex . [39]Disse resultater viser ikke kun den dorsolaterale præfrontale cortex -regionens betydning i forhold til stress, men de foreslår også, at den dorsolaterale præfrontale cortex kan spille en rolle i andre psykiatriske lidelser. Hos patienter med posttraumatisk stresslidelse (PTSD) resulterede for eksempel daglige sessioner af højre dorsolateral prefrontal repetitiv transcranial magnetisk stimulering (rTMS) med en frekvens på 10 Hz til mere effektiv terapeutisk stimulering. [40]

Stofmisbrug

Stofmisbrug kan korrelere med dorsolateral prefrontal cortex dysfunktion. [41] Dem, der misbruger stoffer, har vist sig at engagere sig i øget risikofuld adfærd, som muligvis korrelerer med en dysfunktion af
den dorsolaterale præfrontale cortex


Den dorsolaterale præfrontale cortex's udøvende kontrolfunktioner hos personer, der har narkotikamisbrug, kan have en forbindelse, der er mindre fra risikofaktorer, såsom den forreste cingulære cortex og insula . [41] Denne svækkede forbindelse vises endda hos raske forsøgspersoner, som en patient, der fortsatte med at tage risikable beslutninger med en afbrydelse mellem deres
den dorsolaterale præfrontale cortex og insula.

Den dorsolaterale præfrontale cortex 's læsioner kan resultere i uansvarlighed og frihed fra hæmninger [42] og misbrug af stoffer kan påberåbe sig samme respons af vilje eller inspiration til at engagere sig i dristig aktivitet.

Alkohol

Alkohol kan skabe effekt på præfrontal cortex funktionalitet og kan bidrage til regulering af alkoholisme. [43] Da ACC arbejder for at hæmme uhensigtsmæssig adfærd ved at behandle oplysninger til
den dorsolaterale præfrontale cortex'ss administrationsnetværk [43],som nævnt før, kan denne forstyrrelse i kommunikation føre til, at disse handlinger gøres. I en opgave kendt som Cambridge-risikoopgave har SUD-deltagere vist sig at have en lavere aktivering af deres
den dorsolaterale præfrontale cortex

Specielt i en test relateret til alkoholisme havde en opgave kaldet Wheel of Fortune (WOF) unge med en familiehistorie af alkoholisme en lavere aktivering af den dorsolaterale præfrontale cortex . [41] Ungdommer, der ikke har haft familiemedlemmer med en alkoholismes historie, udviser ikke det samme fald i aktiviteten

ORIGINAL TEKST

The dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC or DL-PFC) is an area in the prefrontal cortex of the brain of humans and non-human primates. It is one of the most recently derived parts of the human brain. It undergoes a prolonged period of maturation which lasts until adulthood.[1] The DLPFC is not an anatomical structure, but rather a functional one. It lies in the middle frontal gyrus of humans (i.e., lateral part of Brodmann's area (BA) 9 and 46[2]). In macaque monkeys, it is around the principal sulcus (i.e., in Brodmann's area 46[3][4][5]). Other sources consider that DLPFC is attributed anatomically to BA 9 and 46[6] and BA 8, 9 and 10.[1]

The DLPFC has connections with the orbitofrontal cortex, as well as the thalamus, parts of the basal ganglia (specifically, the dorsal caudate nucleus), the hippocampus, and primary and secondary association areas of neocortex (including posterior temporal, parietal, and occipital areas).[7] The DLPFC is also the end point for the dorsal pathway (stream)[citation needed], which is concerned with how to interact with stimuli.

An important function of the DLPFC is the executive functions, such as working memorycognitive flexibility,[8] planning, inhibition, and abstract reasoning.[9] However, the DLPFC is not exclusively responsible for the executive functions. All complex mental activity requires the additional cortical and subcortical circuits with which the DLPFC is connected.[10] The DLPFC is also the highest cortical area that is involved in motor planning, organization and regulation.[10]

Contents

Structure[edit]

As the DLPFC is composed of spatial selective neurons, it has a neural circuitry that encompasses the entire range of sub-functions necessary to carry out an integrated response, such as: sensory input, retention in short-term memory, and motor signaling.[11] Historically, the DLPFC was defined by its connection to: the superior temporal cortex, the posterior parietal cortex, the anterior and posterior cingulate, the premotor cortex, the retrosplenial cortex, and the neocerebellum.[1] These connections allow the DLPFC to regulate the activity of those regions, as well as to receive information from and be regulated by those regions.[1]

Function[edit]

Primary functions[edit]

The DLPFC is known for its involvement in the executive functions, which is an umbrella term for the management of cognitive processes,[12] including working memorycognitive flexibility,[13] and planning.[14] A couple of tasks have been very prominent in the research on the DLPFC, such as the A-not-B task, the delayed response task and object retrieval tasks.[1] The behavioral task that is most strongly linked to DLPFC is the combined A-not-B/delayed response task, in which the subject has to find a hidden object after a certain delay. This task requires holding information in mind (working memory), which is believed to be one of the functions of DLPFC.[1] The importance of DLPFC for working memory was strengthened by studies with adult macaques. Lesions that destroyed DLPFC disrupted the macaques' performance of the A-not-B/delayed response task, whereas lesions to other brain parts did not impair their performance on this task.[1]

DLPFC is not required for the memory of a single item. Thus, damage to the dorsolateral prefrontal cortex does not impair recognition memory.[15] Nevertheless, if two items must be compared from memory, the involvement of DLPFC is required. People with damaged DLPFC are not able to identify a picture they had seen, after some time, when given the opportunity to choose from two pictures.[15] Moreover, these subjects also failed in Wisconsin Card-Sorting Test as they lose track of the currently correct rule and persistently organize their cards in the previously correct rule.[16] In addition, as DLPFC deals with waking thought and reality testing, it is not active when one is asleep.[16] Likewise, DLPFC is most frequently related to the dysfunction of drive, attention and motivation.[17] Patients with minor DLPFC damage display disinterest in their surroundings and are deprived of spontaneity in language as well as behavior.[17] Patients may also be less alert than normal to people and events they know.[17] Damage to this region in a person also leads to the lack of motivation to do things for themselves and/or for others.[17]

Decision making[edit]

The DLPFC is involved in both risky and moral decision making; when individuals have to make moral decisions like how to distribute limited resources, the DLPFC is activated.[18] This region is also active when costs and benefits of alternative choices are of interest.[19] Similarly, when options for choosing alternatives are present, the DLPFC evokes a preference towards the most equitable option and suppresses the temptation to maximize personal gain.[20]

Working memory[edit]

Working memory is the system that actively holds multiple pieces of transitory information in the mind, where they can be manipulated. The DLPFC is important for working memory;[21] reduced activity in this area correlates to poor performance on working memory tasks.[22] However, other areas of the brain are involved in working memory as well.[23]


There is an ongoing discussion if the DLPFC is specialized in a certain type of working memory, namely computational mechanisms for monitoring and manipulating items, or if it has a certain content, namely visuospatial information, which makes it possible to mentally represent coordinates within the spatial domain.[21]

There have also been some suggestions that the function of the DLPFC in verbal and spatial working memory is lateralised into the left and right hemisphere, respectively. Smith, Jonides and Koeppe (1996)[24] observed a lateralisation of DLPFC activations during verbal and visual working memory. Verbal working memory tasks mainly activated the left DLPFC and visual working memory tasks mainly activated the right DLPFC. Murphy et al. (1998)[25] also found that verbal working memory tasks activated the right and left DLPFC, whereas spatial working memory tasks predominantly activated the left DLPFC. Reuter-Lorenz et al. (2000)[26] found that activations of the DLPFC showed prominent lateralisation of verbal and spatial working memory in young adults, whereas in older adults this lateralisation was less noticeable. It was proposed that this reduction in lateralisation could be due to recruitment of neurons from the opposite hemisphere to compensate for neuronal decline with ageing.

Secondary functions[edit]

The DLPFC may also be involved in the act of deception and lying,[27] which is thought to inhibit normal tendency to truth telling. Research also suggests that using TMS on the DLPFC can impede a person's ability to lie or to tell the truth.[28]

Additionally, supporting evidence suggests that the DLPFC may also play a role in conflict-induced behavioral adjustment, for instance when an individual decides what to do when faced with conflicting rules.[29] One way in which this has been tested is through the Stroop test,[30] in which subjects are shown a name of a color printed in colored ink and then are asked to name the color of the ink as fast as possible. Conflict arises when the color of the ink does not match the name of the printed color. During this experiment, tracking of the subjects' brain activity showed a noticeable activity within the DLPFC.[30] The activation of the DLPFC correlated with the behavioral performance, which suggests that this region maintains the high demands of the task to resolve conflict, and thus in theory plays a role in taking control.[30]

DLPFC may also be associated with human intelligence. However, even when correlations are found between the DLPFC and human intelligence, that does not mean that all human intelligence is a function of the DLPFC. In other words, this region may be attributed to general intelligence on a broader scale as well as very specific roles, but not all roles. For example, using imaging studies like PET and fMRI indicate DLPFC involvement in deductivesyllogisticreasoning.[31] Specifically, when involved in activities that require syllogistic reasoning, left DLPFC areas are especially and consistently active.[31]

The DLPFC may also be involved in threat-induced anxiety.[32] In one experiment, participants were asked to rate themselves as behaviorally inhibited or not. Those who rated themselves as behaviorally inhibited, moreover, showed greater tonic (resting) activity in the right-posterior DLPFC.[32] Such activity is able to be seen through Electroencephalogram (EEG) recordings. Individuals who are behaviorally inhibited are more likely to experience feelings of stress and anxiety when faced with a particularly threatening situation.[32] In one theory, anxiety susceptibility may increase as a result of present vigilance. Evidence for this theory includes neuroimaging studies that demonstrate DLPFC activity when an individual experiences vigilance.[32] More specifically, it is theorized that threat-induced anxiety may also be connected to deficits in resolving problems, which leads to uncertainty.[32] When an individual experiences uncertainty, there is increased activity in the DLPFC. In other words, such activity can be traced back to threat-induced anxiety.

Social cognition[edit]

Among the prefrontal lobes, the DLPFC seems to be the one that has the least direct influence on social behavior, yet it does seem to give clarity and organization to social cognition.[9] The DLPFC seems to contribute to social functions through the operation of its main speciality the executive functions, for instance when handling complex social situations.[9] Social areas in which the role of the DLPFC is investigated are, amongst others, social perspective taking[7] and inferring the intentions of other people,[7] or theory of mind;[9] the suppression of selfish behavior,[7][33] and commitment in a relationship.[34]

Relation to neurotransmitters[edit]

As the DLPFC undergoes long maturational changes, one change that has been attributed to the DLPFC for making early cognitive advances is the increasing level of the neurotransmitter dopamine in the DLPFC.[1] In studies where adult macaques' dopamine receptors were blocked, it was seen that the adult macaques had deficits in the A-not-B task, as if the DFPLC was taken out altogether. A similar situation was seen when the macaques were injected with MPTP, which reduces the level of dopamine in the DLPFC.[1] Even though there have been no physiological studies about involvement of cholinergic actions in sub-cortical areas, behavioral studies indicate that the neurotransmitter acetylcholine is essential for working memory function of the DLPFC.[35]

Clinical significance[edit]

Schizophrenia[edit]

Schizophrenia may be partially attributed to a lack in activity in the frontal lobe.[16] The dorsolateral prefrontal cortex is especially underactive when a person suffers from chronic schizophrenia. Schizophrenia is also related to lack of dopamine neurotransmitter in the frontal lobe.[16] The DLPFC dysfunctions are unique among the schizophrenia patients as those that are diagnosed with depression do not tend to have the same abnormal activation in the DLPFC during working memory-related tasks.[22] Working memory is dependent upon the DLPFC's stability and functionality, thus reduced activation of the DLPFC causes schizophrenic patients to perform poorly on tasks involving working memory. The poor performance contributes to the added capacity limitations in working memory that is greater than the limits on normal patients.[36] The cognitive processes that deal heavily with the DLPFC, such as memory, attention, and higher order processing, are the functions that once distorted contribute to the illness.[22]

Depression[edit]

Along with regions of the brains such as the limbic system, the dorsolateral prefrontal cortex deals heavily with major depressive disorder (MDD). The DLPFC may contribute to depression due to being involved with the disorder on an emotional level during the suppression stage.[37] While working memory tasks seem to activate the DLPFC normally,[38] its decreased grey matter volume correlates to its decreased activity. The DLPFC may also have ties to the ventromedial prefrontal cortex in their functions with depression.[37] This can be attributed to how the DLPFC's cognitive functions can also involve emotions, and the VMPFC's emotional effects can also involve self-awareness or self-reflection. Damage or lesion to the DLPFC can also lead to increased expression of depression symptoms.

Stress[edit]

Exposure to severe stress may also be linked to damage in the DLPFC.[39] More specifically, acute stress has a negative impact on the higher cognitive function known as working memory (WM), which is also traced to be a function of the DLPFC.[39] In an experiment, researchers used functional magnetic resonance imaging (fMRI) to record the neural activity in healthy individuals who participated in tasks while in a stressful environment.[39] When stress successfully impacted the subjects, their neural activity showed reduced working memory related activity in the DLPFC.[39] These findings not only demonstrate the importance of the DLPFC region in relation to stress, but they also suggest that the DLPFC may play a role in other psychiatric disorders. In patients with post-traumatic stress disorder (PTSD), for example, daily sessions of right dorsolateral prefrontal repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) at a frequency of 10 Hz resulted in more effective therapeutic stimulation.[40]

Substance abuse[edit]

Substance abuse of drugs, or substance use disorder (SUD), may correlate with dorsolateral prefrontal cortex dysfunction.[41] Those who abuse drugs have been shown to engage in increased risky behavior, possibly correlating with a dysfunction of the DLPFC. The executive controlling functions of the DLPFC in individuals who display drug abuse may have a connection that is lessen from risk factoring areas such as the anterior cingulate cortex and insula.[41] This weakened connection is even shown in healthy subjects, such as a patient who continued to make risky decisions with a disconnect between their DLPFC and insula. Lesions of the DLPFC may result in irresponsibility and freedom from inhibitions,[42] and the abuse of drugs can invoke the same response of willingness or inspiration to engage in daring activity.

Alcohol[edit]

Alcohol can create an effect on the functionality of the prefrontal cortex and can contribute to the regulation of alcoholism.[43] As the ACC works to inhibit any inappropriate behaviors through processing information to the executive network of the DLPFC,[43] as noted before this disruption in communication can lead to these actions being made. In a task known as Cambridge risk task, SUD participants have been shown to have a lower activation of their DLPFC. Specifically in a test related to alcoholism, a task called the Wheel of Fortune (WOF) had adolescents with a family history of alcoholism present lower DLPFC activation.[41] Adolescents that have had no family members with a history of alcoholism did not exhibit the same decrease of activity.[citation needed]

References

  1. Jump up to:a b c d e f g h i Luciana, ed. by Charles A. Nelson; Monica (2001). Handbook of developmental cognitive neuroscience. Cambridge, Mass. [u.a.]: MIT Press. ISBN 978-0-262-14073-7.[page needed]
  2. ^ Brodmann, 1909
  3. ^ Walker, 1940
  4. ^ Hoshi, E. (2001). "Functional specialization within the dorsolateral prefrontal cortex: a review of anatomical and physiological studies of non-human primates". Neuroscience Research54 (2): 73–84. doi:10.1016/j.neures.2005.10.013PMID 16310877.
  5. ^ Mylius, V. (2013). "Definition of DLPFC and M1 according to anatomical landmarks for navigated brain stimulation: inter-rater reliability, accuracy, and influence of gender and age". NeuroImage78: 224–32. doi:10.1016/j.neuroimage.2013.03.061PMID 23567888.
  6. ^ Cieslik, E. (2013). "Is There "One" DLPFC in Cognitive Action Control? Evidence for Heterogeneity From Co-Activation-Based Parcellation"Cerebral Cortex23 (11): 2677–2689. doi:10.1093/cercor/bhs256PMC 3792742PMID 22918987.
  7. Jump up to:a b c d Moss, Simmon. "Dorsolateral Prefrontal Cortex". Psychlopedia. Retrieved 11 November 2013.
  8. ^ Kaplan, J. T.; et al. "Neural correlates of maintaining one's political beliefs in the face of counterevidence". Nature.
  9. Jump up to:a b c d Editors: Bruce L. Miller & Jeffrey L. Cummings (2007). The Human Frontal Lobes: Functions and Disorders. The Guilford Press. p. 355. ISBN 978-1-59385-329-7.
  10. Jump up to:a b James B. Hale; Catherine A. Fiorello (2004). School neuropsychology: A Practitioner's Handbook. Guilford Press. pp. 64–65. ISBN 978-1593850111.
  11. ^ Goldman-Rakic, Patricia S. (1995). "Architecture of the Prefrontal Cortex and the Central Executive". Annals of the New York Academy of Sciences769: 71–83. doi:10.1111/j.1749-6632.1995.tb38132.xPMID 8595045.
  12. ^ Elliott R (2003). Executive functions and their disorders. British Medical Bulletin. (65); 49–59
  13. ^ Monsell S (2003). "Task switching". Trends in Cognitive Sciences7 (3): 134–140. doi:10.1016/S1364-6613(03)00028-7PMID 12639695.
  14. ^ Chan, R. C. K., Shum, D., Toulopoulou, T. & Chen, E. Y. H., R; Shum, D; Toulopoulou, T; Chen, E (2008). "Assessment of executive functions: Review of instruments and identification of critical issues". Archives of Clinical Neuropsychology. 2. 23 (2): 201–216. doi:10.1016/j.acn.2007.08.010PMID 18096360.
  15. Jump up to:a b Goldman-Rakic, edited by Geraldine Dawson, Kurt W. Fischer; foreword by Patricia S. (1994). Human behavior and the developing brain. New York: Guilford Press. ISBN 978-0898620924.[page needed]
  16. Jump up to:a b c d Carter, Rita (1999). Mapping the mind. Berkeley: University of California Press. ISBN 978-0520224612.[page needed]
  17. Jump up to:a b c d Miller, Bruce L. (1999). The Human Frontal Lobes. New York, New York: The Guilford Press.[page needed]
  18. ^ Greene, J. D.; Sommerville, RB; Nystrom, LE; Darley, JM; Cohen, JD (2001). "An fMRI Investigation of Emotional Engagement in Moral Judgment". Science293 (5537): 2105–8. doi:10.1126/science.1062872PMID 11557895.
  19. ^ Duncan, John; Owen, Adrian M (2000). "Common regions of the human frontal lobe recruited by diverse cognitive demands". Trends in Neurosciences23 (10): 475–83. doi:10.1016/S0166-2236(00)01633-7PMID 11006464.
  20. ^ Knoch, D.; Fehr, E. (2007). "Resisting the Power of Temptations: The Right Prefrontal Cortex and Self-Control". Annals of the New York Academy of Sciences1104 (1): 123–34. doi:10.1196/annals.1390.004PMID 17344543.
  21. Jump up to:a b Barbey AK, Koenigs M, Grafman J (May 2013). "Dorsolateral prefrontal contributions to human working memory" (PDF). Cortex49 (5): 1195–1205. doi:10.1016/j.cortex.2012.05.022PMC 3495093PMID 22789779.
  22. Jump up to:a b c Hemby, edited by S.E.; Bahn, S. (2006). Functional genomics and proteomics in the clinical neurosciences (1. ed.). Amsterdam: Academic Press. ISBN 978-0444518538.
  23. ^ Knight, ed. by Donald T. Stuss; Robert T. (2002). Principles of frontal lobe function ([Online-Ausg.]. ed.). Oxford [u.a.]: Oxford Univ. Press. ISBN 978-0195134971.
  24. ^ Smith, E. E.; Jonides, J.; Koeppe, R. A. (1996). "Dissociating Verbal and Spatial Working Memory Using PET". Cerebral Cortex6 (1): 11–20. doi:10.1093/cercor/6.1.11.
  25. ^ Murphy, D. G. M., Daly, E. M., Van Amelsvoort, T., Robertson, D., Simmons, A., & Critchley, H. D. (1998). Functional neuroanatomical dissociation of verbal, visual and spatial working memory. Schizophrenia Research. http://doi.org/10.1016/S0920-9964(97)88566-0
  26. ^ Reuter-Lorenz; Jonides, J.; Smith, E. E.; Hartley, A.; Miller, A.; Marshuetz, C.; Koeppe (2000). "Age differences in the frontal lateralization of verbal and spatial working memory revealed by PET". Journal of Cognitive Neuroscience12 (1): 174–187. CiteSeerX 10.1.1.544.9130doi:10.1162/089892900561814.
  27. ^ Ito, Ayahito; Abe, Nobuhito; Fujii, Toshikatsu; Hayashi, Akiko; Ueno, Aya; Mugikura, Shunji; Takahashi, Shoki; Mori, Etsuro (2012). "The contribution of the dorsolateral prefrontal cortex to the preparation for deception and truth-telling". Brain Research1464: 43–52. doi:10.1016/j.brainres.2012.05.004PMID 22580084.
  28. ^ Karton, Inga; Bachmann, Talis (2011). "Effect of prefrontal transcranial magnetic stimulation on spontaneous truth-telling". Behavioural Brain Research225 (1): 209–14. doi:10.1016/j.bbr.2011.07.028PMID 21807030Lay summary – New Scientist (September 6, 2011).
  29. ^ Mansouri, F. A.; Buckley, M. J.; Tanaka, K. (2007). "Mnemonic Function of the Dorsolateral Prefrontal Cortex in Conflict-Induced Behavioral Adjustment". Science318 (5852): 987–90. doi:10.1126/science.1146384PMID 17962523.
  30. Jump up to:a b c Mansouri, Farshad A.; Tanaka, Keiji; Buckley, Mark J. (February 2009). "Conflict-induced behavioural adjustment: a clue to the executive functions of the prefrontal cortex". Nature Reviews Neuroscience10 (2): 141–152. doi:10.1038/nrn2538PMID 19153577.
  31. Jump up to:a b Kane, Michael J.; Engle, Randall W. (2002). "The role of prefrontal cortex in working-memory capacity, executive attention, and general fluid intelligence: An individual-differences perspective". Psychonomic Bulletin & Review9 (4): 637–71. doi:10.3758/BF03196323PMID 12613671.
  32. Jump up to:a b c d e Shackman, Alexander; Brenton W. Mcmenamin; Jeffrey S. Maxwell; Lawrence L. Greischar; Richard J. Davidson (April 2009). "Right Dorsolateral Prefrontal Cortical Activity and Behavioral Inhibition"Psychological Science20 (12): 1500–1506. doi:10.1111/j.1467-9280.2009.02476.xPMC 2858783PMID 19906125.
  33. ^ Van Den Bos, W.; Van Dijk, E.; Westenberg, M.; Rombouts, S. A. R. B.; Crone, E. A. (2010). "Changing Brains, Changing Perspectives: The Neurocognitive Development of Reciprocity". Psychological Science22 (1): 60–70. doi:10.1177/0956797610391102PMID 21164174.
  34. ^ Petrican, Raluca; Schimmack, Ulrich (2008). "The role of dorsolateral prefrontal function in relationship commitment". Journal of Research in Personality42 (4): 1130–5. doi:10.1016/j.jrp.2008.03.001.
  35. ^ Yang, Yang; Paspalas, Constantinos D.; Jin, Lu E.; Picciotto, Marina R.; Arnsten, Amy F. T.; Wang, Min (2013). "Nicotinic α7 receptors enhance NMDA cognitive circuits in dorsolateral prefrontal cortex"Proceedings of the National Academy of Sciences110 (29): 12078–83. doi:10.1073/pnas.1307849110PMC 3718126PMID 23818597.
  36. ^ Callicott, Joseph H. "Physiological Dysfunction of the Dorsolateral Prefrontal Cortex in Schizophrenia Revisited". Retrieved 15 November 2013.
  37. Jump up to:a b Koenigs, Michael, Grafmanb, Jordan (2009). "The functional neuroanatomy of depression: Distinct roles for ventromedial and dorsolateral prefrontal cortex"Behavioural Brain Research201 (2): 239–243. doi:10.1016/j.bbr.2009.03.004PMC 2680780PMID 19428640.
  38. ^ Cite error: The named reference Functional_Genomics was invoked but never defined
  39. Jump up to:a b c d Qin, Shaozheng; Hermans, Erno J.; Van Marle, Hein J.F.; Luo, Jing; Fernández, Guillén (2009). "Acute Psychological Stress Reduces Working Memory-Related Activity in the Dorsolateral Prefrontal Cortex". Biological Psychiatry66 (1): 25–32. doi:10.1016/j.biopsych.2009.03.006PMID 19403118.
  40. ^ Cohen, H.; Kaplan, Z; Kotler, M; Kouperman, I; Moisa, R; Grisaru, N (2004). "Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation of the Right Dorsolateral Prefrontal Cortex in Posttraumatic Stress Disorder: A Double-Blind, Placebo-Controlled Study". American Journal of Psychiatry161 (3): 515–24. doi:10.1176/appi.ajp.161.3.515PMID 14992978.
  41. Jump up to:a b c Gowin, Joshua L., Mackey, Scott, Paulus, Martin P. (2013). "Altered risk-related processing in substance users: Imbalance of pain and gain"Drug and Alcohol Dependence132 (1–2): 13–21. doi:10.1016/j.drugalcdep.2013.03.019PMC 3748224PMID 23623507.
  42. ^ Luria, ed. by K.H. Pribram, A.R. (1973). Psychophysiology of the frontal lobes. New York: Academic Press. ISBN 978-0125643405.
  43. Jump up to:a b Abernathy, Kenneth, Chandler, L. Judson, Wooward, John J. (2010). ALCOHOL AND THE PREFRONTAL CORTEXInt. Rev. Neurobiol. International Review of Neurobiology. 91. pp. 289–320. doi:10.1016/S0074-7742(10)91009-XISBN 9780123812766PMC 3593065PMID 20813246.

Leave a Reply