capitulo 6. atención

En general se puede definir a la atención como el proceso por el cual la mente selecciona y se enfoca en algunos aspectos o situaciones de manera exclusiva y no necesariamente consciente. Ésta procesa información motora u sensorial con motivos adaptativos. En este capítulo se desarrollará las características neurales de este proceso, así como las redes corticales que se entrelazan para llevar a cabo la meta especificada.

Raíces biológicas de la atención

Los mecanismos de adaptación son diferentes en animales de grado superior e inferior. En los primeros la acción no es una reacción, sino un resultado de una retroalimentación (interna) de órganos motores a órganos sensoriales. Entonces el control interno proviene de las señales regulatorias de los órganos motores y gracias a esta capacidad superior de receptividad y análisis el organismo tendrá reacciones más adaptativas.

La retroalimentación interna tendrá un papel importante en un refinamiento del análisis del estímulo en cuestión a todo nivel. Esto sucede debido a una reacción en la cual la atención se dirige hacia los atributos del estimulo que parezcan tener más importancia. A nivel neural esto se realiza a través de la asignación selectiva de redes neurales disponibles y puede ser de forma automática. De cualquier manera, la atención genera nuevos inputs sensoriales, simplemente regula los receptores que analizan estos inputs.

Todo proceso de retroalimentación, en cuanto la atención, conlleva uno de pro-alimentación (feedforward). Esta es una manera de preparación de la atención motora. Mientras que la retroalimentación se encarga de mejorar el análisis del estímulo, la pro-alimentación envía señales al sistema motor para anticipar cualquier acción. Para que todo esto se lleve a cabo, se debe tomar en cuenta que deben haber componentes tanto excitatorios como inhibitorios ya que, sin inhibir algunas estructuras, otras no se pueden excitar. El efecto de esta función contrastante es una respuesta mejorada de un estímulo que puede ser discreto. Este contraste sensorial sirva para el funcionamiento de inervación recíproca. Esto se puede ilustrar en la flexión de una rodilla ya que los dos músculos antagónicos trabajan juntos, uno contrayéndose y otro expandiéndose, para logra así el movimiento.

Las dos operaciones básicas de la atención surgen de la dualidad cooperativa de la excitación e inhibición: (a) mejoramiento (enhancement) y (b) supresión. Estas operaciones deben definir las vías neurales de manera selectiva porque estas resultan infinitas. Entonces, es necesario la selección y mejoramiento de una sola red mientras otras vías son suprimidas. Estos dos mecanismos sustentan la innervación recíproca a nivel motor y el control de atención a nivel cognitivo.

A través de esto se pueden establecer dos procesos importantes de la atención:

· Foco de atención: interés dirigido a una sección limitada de la percepción. Esta deja por un lado la atención motora o asignación selectiva de estructuras motoras como parte de la ejecución de una meta.

· La atención como un proceso excluyente: de esta manera se suprimen contenidos que interfieren con los que están colocados como foco de atención. Este proceso sirve como control de distracciones.

Atención perceptual

La atención perceptual consiste en el procesamiento selectivo de estímulos en función a experiencias pasadas y contexto físico. Este procesamiento sensorial se afina gracias a influencias provenientes de regiones tanto superiores como inferiores, jerárquicamente hablando. En niveles inferiores la atención proviene de las propiedades fisiológicas de las redes. Desde niveles superiores existe la modulación de las respuestas de las redes hacia los estímulos.

El flujo de influencias activadoras del tronco cerebral es base para la activación de los estados de vigilancia y de la atención en la neocorteza. Las siguientes estructuras trabajan en el control de la atención al modular los sistemas sensoriales:

· La formación reticular es una estructura importante en el control de los estados de sueño y vigilia. Para que este cambio suceda tiene que haber una activación abrupta pero para la alerta o atención mantenida la activación tiene que ser sostenida. Esta condición es necesaria para el procesamiento de la información sensorial y motora. Asimismo está relacionada con la eficiencia de los mecanismos de percepción en la atención.

· El sistema límbico también influye en la corteza en el mejoramiento de la atención. Aquí las influencias son mediadas por el tálamo y la corteza cingulada.

· El hipotalamo y la amígdala, codifican el afecto y el humor y modulan la efectividad de la dinámica cortical.

· Las estructuras límbicas interactúan con áreas sensitivas y motoras de la corteza.

Después de que los estímulos son analizados en estas estructuras hay una respuesta hacia la corteza perceptual reforzando o inhibiendo la respuesta a otros estímulos.

En cuanto a las estructuras corticales superiores de asociación se puede decir que éstas se controlan unas a otras para modular el proceso de cognición y comportamiento en estructuras inferiores. Estas superiores no tienen un rol exclusivo dentro de la atención.

La selectividad de atención está controlada jerárquicamente desde niveles superiores e inferiores. En niveles inferiores, la detección y selección de estímulos es automática, rápida y paralela. Ésta es caracterizada como procesamiento procesamiento pre-atentivo. Se lleva a cabo en la corteza sensorial primaria con ayuda de la excitación e inhibición.

Dentro de la corteza, la atención sirve para optimizar procesos adaptativos por los cuales se clasifican experiencias nuevas entre experiencias viejas. Entonces la percepción puede ser tomada como una operación cíclica que consiste en la identificación automática de estímulos sensoriales dentro de redes cognitivas. Esta unión resulta en la expectativa generada desde niveles superiores y en la atención y análisis generada desde niveles inferiores.

Las células ínfero-temporales son aquellas que están sujetas al control de atención desde niveles superiores.

En los humanos, la respuesta eléctrica mejora en la corteza posterior cuando la atención está enfocada en la calidad y localización del estímulo. Esto se da gracias a las redes cognitivas de memoria a largo plazo creadas por la experiencia que ya tienen asociaciones con los estímulos.

La corteza pre-frontal es donde se modulan las influencias en redes inferiores en el procesamiento de las secuencias guiadas perceptualmente. Esto se comprueba en:

· A través de enfocar la atención en el estímulo que es una retroalimentación por parte de la corteza pre-frontal.

· Las lesiones en esta corteza resultan en dificultad para modular los cambios del entorno y en el cambio de foco de atención. Asimismo disminuye la capacidad de responder a estímulos sensoriales.

La formación de imágenes sostiene también la interacción funcional de cortezas frontales y posteriores para la atención.

Memoria de trabajo

La memoria de trabajo es la atención enfocada en las representaciones internas de un evento reciente o de un acto pendiente. En la psicología cognitiva, se refería a la memoria temporal de estímulos sensoriales utilizados en los humanos en el proceso de resolver problemas y ejecutando operaciones cognitivas.

En la neurofisiología del comportamiento, el concepto de memoria de trabajo ha sido utilizado como un término más general significando, privada de la lingüística.

Cuando una tarea demanda la retención de una pieza de información sensorial en la memoria de trabajo, la activación máxima debe permanecer en los componentes de la res que representan esa información por cuanto sea necesaria. La información es una naturaleza sensorial y es parte de la memoria perceptual, neuronas de una corteza posterior también permanecen activas. Basada en estas asunciones, se pueden sacar dos inferencias: 1) La memoria de trabajo consiste esencialmente en la unión activada de componentes neuronales de una gran red de memoria perceptual y ejecutiva. Y 2) la atención selectiva en el memorándum en la memoria de trabajo consiste esencialmente en la sostenida y selectiva activación de esa red.

La memoria de trabajo está enfocada en la representación interna de un “cognit” recientemente activado por una función ejecutiva. Ese “cognit” activado consiste en de la memoria a largo plazo en una red anchamente distribuida de corteza asociativa. Durante la memoria de trabajo, la activación selectiva de la red, es la atención selectiva del “cognit”, como resultado del reingreso de la excitación en la red.

Atención ejecutiva

La atención puede ser tanto perceptual como ejecutiva. Sin embargo, la segunda ha sido puesta a un lado, y el poco estudio que se le ha hecho a la misma (movimiento y acción) tiene una tendencia de referirse a ella como atención a procesos. Lo peculiar del asunto es que la atención sensorial depende en gran parte de asignación de recursos motores.

No es necesario construir una estructura neuronal para conceptualizar la atención tanto ejecutiva como perceptual. Pero se puede decir que la función de ambas es la adaptación del organismo a su entorno. Ése es el caso de la homeostasis. Los sistemas de procesamiento generan la atención ejecutiva. Ninguna otra estructura neural se ha encontrado necesaria en el control de la misma.

La corteza pre-frontal es el lugar de control de nivel más alto de la atención ejecutiva y del control del mismo. Existen redes ejecutivas en el lóbulo frontal de la corteza que representan procesos para lograr una acción. Éstos están organizados jerárquicamente.

1. Corteza motora primaria: movimientos elementarios.

2. Corteza pre-motora: cogniciones complejas de acción definidas por una trayectoria.

3. Corte pre-frontal: representación de secuencias de acciones definidas en términos abstractos y complejos.

4. La atención ejecutiva es un proceso que opera por sí sólo; no hay necesidad de una estructura independiente central que la module. Asimismo está distribuida ampliamente en la corteza frontal.

Dependiendo de la complejidad o simplicidad de los inputs y las relaciones asociadas, éstas van a ser representadas ya sea en un nivel inferior o un nivel superior de la jerarquía. Existen en este proceso unas neuronas llamadas unidades de espejo. Éstas se activan cuando se ejecuta una acción y cuando se observa que alguien más está ejecutando la misma acción.

Algunas estructuras que trabajan en el nivel superior serán mencionadas a continuación:

· Corteza cingulada: Se activa con tareas que requieren alta motivación o en la resolución de un conflicto.

· Áreas en la corteza pre-frontal lateral: Funcionan conjuntamente para la integración de información a través del tiempo.

· Áreas orbitales se activan en tareas que requieren de interferencia o supresión.

A las primeras dos se les atribuye las redes de atención espacial y las tres trabajan en aspectos de la atención ejecutiva.

“Set and expectancy”

La corteza pre-frontal lateral es una estructura principal para la organización temporal del comportamiento rutinario y ensayado. Estos comportamientos son en forma de cadena, dirigidos a una meta y son mediados por la integración sensitivo-motora en el ciclo de acción-percepción. Asimismo la corteza pre-frontal es la base de la integración temporal. Ésta se refiere al estructuramiento de comportamientos e información que son temporalmente discontinuos. Es decir, que median y relacionan eventualidades que están separadas en el tiempo para ordenarlas en una línea de tiempo de acciones sucesivas. Dos funciones simétricas ayudan a este proceso:

· Memoria de trabajo: atención a representaciones internas de un estimulo.

· Serie preparatoria: el arreglo de sistemas motores y perceptuales para información esperada. Ésta es la atención ejecutiva dirigida hacia el futuro; anticipa consecuencias de eventos y acciones presentes. Esto permite formar planes de acción. Sin embargo no se sabe la relación causal entre preparación y planeación ya que la preparación requiere planeación y la planeación requiere de motivación e iniciativa que provienen de la preparación.

Se puede decir que la expectativa es en parte resultante de la preparación. En la corteza pre-frontal se puede observar actividad neuronal de células que se activan con la preparación y expectativa ya sea que la acción es la interpretación de una señal de un siguiente acto motor o el acto motor en sí. Esto ocurre para preparar a la corteza para un futuro desempeño.

La preparación con la memoria de trabajo realizan una integración temporal. La memoria de trabajo se enfoca en una señal reciente y la preparación se enfoca en lo que se espera de esa señal.

Ejecución y monitoreo

Para que haya una ejecución de acciones motoras debe haber una relación entre atención ejecutiva y procesamiento de la acción. Se puede decir que el control ejecutivo de la acción no se origina en la corteza frontal sino, en el entorno y las cogniciones perceptuales que se originan de él. Esto se da en un ciclo continuo de la interacción del organismo con su entorno. Las representaciones de la acción también están organizadas jerárquicamente; partiendo de la corteza motora hacia la corteza pre-frontal, las ejecuciones cognitivas se vuelven más complejas y abstractas.

Sin embargo, en el lóbulo frontal las representaciones pueden ser heterárquicas. También existen representaciones de las funciones motoras en forma de redes de neuronas. Las acciones mediadas por las áreas frontales no siguen un orden jerárquico rígido; las áreas pre-frontal, pre-motora y motora no se activa en una secuencia estricta. Entonces la ejecución de cualquier plan de acción incluye la participación de todos los niveles de la jerarquía ejecutiva. Por eso la atención ejecutiva está distribuida en dominios espaciales y temporales. Por otro lado, las acciones secuenciales dirigidas hacia una meta, el proceso es desde la corteza pre-frontal hasta la corteza motora y desde representaciones globales a concretas. Este proceso es acompañado por procesos inhibitorios para poder filtrar información. Aquí se observar mecanismo de excitación e inhibición.

Para la ejecución de una acción secuencial se necesita tanto del procesamiento serial como del procesamiento paralelo dentro de los sistemas motores. Las acciones automáticas ensayadas y basadas en la experiencia son más que todo paralelas y están fuera del foco de atención porque al mismo tiempo acciones que necesitan de más acción ejecutiva se procesa en la corteza pre-frontal. Para esto se requiere de retroalimentación desde áreas de la corteza asociativa. Esta retroalimentación junto a las consecuencias anticipadas influyen en la toma de decisiones. Por eso, ésta también se le refiere como monitoreo.

De cualquier forma, la retroalimentación externa e interna permite una acción continua. La interna es una forma de output hacia los sistemas sensoriales desde movimiento voluntario que los prepara para sus consecuencias. Existe una retroalimentación motora-sensorial que colabora con el control inhibitorio como componente excluyente de la atención. La corteza pre-frontal integra acciones secuenciales y las protege de influencias exteriores que interrumpen la trayectoria hacia la meta.