Review
The role of the basal ganglia in monitorization of frontal lobe function
Papel de los ganglios basales en la Monitorización de las funciones de los lóbulos frontales
Rev Neurol 2002
, 34(4),
371–378;
https://doi.org/10.33588/rn.3404.2001377
Abstract
OBJECTIVE. To review current understanding of the mechanisms controlling the activity of the frontal lobes and consider simple explanations of hypotheses regarding this. DEVELOPMENT. We describe the basic functional anatomy of the frontal cortex and its relation to the basal ganglia by means of five parallel fronto-subcortical circuits (motor, oculomotor, dorsolateral, orbitofrontal and anterior cingulate. From the functional point of view we emphasize that the frontal cortex can keep certain zones active in relation to relevant tasks, and can be very flexible. These properties form the so-called anterior attention system. We describe various recent models explaining frontal cortical activity in these terms, and emphasize those based on fronto-subcortical circuits. These circuits control motor, cognitive, social and emotional behaviour.
CONCLUSIONS The cortical activity of the frontal lobes is regulated by various parallel, segregated fronto-subcortical circuits. These circuits permit the selection and maintenance of activity of particular cortical regions regarding relevant conduct, whilst irrelevant conduct is inhibited. In this way they constitute the basic functional mechanism of the attention system described above. For prediction of the relevance or irrelevance of the consequences of each new stimulus, the anterior cingulate cortex probably establishes comparisons with previous situations which have already been stored together with certain ‘somatic markers’ which indicate their emotional significance for the organism. This cortex fulfils the anatomical conditions necessary for regulation of the activity of the basal ganglia together with the whole frontal cortex so as to permit behaviour which is orderly from the time aspect.
CONCLUSIONS The cortical activity of the frontal lobes is regulated by various parallel, segregated fronto-subcortical circuits. These circuits permit the selection and maintenance of activity of particular cortical regions regarding relevant conduct, whilst irrelevant conduct is inhibited. In this way they constitute the basic functional mechanism of the attention system described above. For prediction of the relevance or irrelevance of the consequences of each new stimulus, the anterior cingulate cortex probably establishes comparisons with previous situations which have already been stored together with certain ‘somatic markers’ which indicate their emotional significance for the organism. This cortex fulfils the anatomical conditions necessary for regulation of the activity of the basal ganglia together with the whole frontal cortex so as to permit behaviour which is orderly from the time aspect.
Resumen
Objetivo Revisar el estado actual del conocimiento sobre los mecanismos que controlan la actividad de los lóbulos frontales y plantear de forma simplificada hipótesis explicativas.
Desarrollo Se describe la anatomía funcional básica de la corteza frontal y sus relaciones con los ganglios basales a través de cinco circuitos frontosubcorticales paralelos (motor, oculomotor, dorsolateral, orbitofrontal y cingulado anterior). Desde el punto de vista funcional se destaca que la corteza frontal es capaz de mantener activas determinadas zonas relacionadas con tareas relevantes y posee gran flexibilidad. Estas propiedades constituyen el denominado sistema atencional anterior. Se describen diversos modelos recientes que explican la actividad cortical frontal en estos términos, y se enfatizan los basados en los circuitos frontosubcorticales. Estos circuitos controlarían tanto el comportamiento motor como el cognitivo, social y emocional.
Conclusiones La actividad cortical de los lóbulos frontales está regulada por varios circuitos frontosubcorticales paralelos y segregados. Estos circuitos permiten seleccionar y mantener activas determinadas regiones corticales relacionadas con conductas relevantes, mientras se inhiben las no relevantes, y de este modo constituyen el mecanismo funcional básico del sistema atencional anterior. Para predecir la relevancia o irrelevancia de las consecuencias de cada nuevo estímulo, la corteza cingulada anterior establece probablemente comparaciones con situaciones similares almacenadas previamente junto con determinados ‘marcadores somáticos’ que indican su significado emocional para el organismo. Esta corteza está en condiciones anatómicas de poder regular la actividad de los ganglios basales y con ello la de toda la corteza frontal para permitir una conducta ordenada en el tiempo.
Desarrollo Se describe la anatomía funcional básica de la corteza frontal y sus relaciones con los ganglios basales a través de cinco circuitos frontosubcorticales paralelos (motor, oculomotor, dorsolateral, orbitofrontal y cingulado anterior). Desde el punto de vista funcional se destaca que la corteza frontal es capaz de mantener activas determinadas zonas relacionadas con tareas relevantes y posee gran flexibilidad. Estas propiedades constituyen el denominado sistema atencional anterior. Se describen diversos modelos recientes que explican la actividad cortical frontal en estos términos, y se enfatizan los basados en los circuitos frontosubcorticales. Estos circuitos controlarían tanto el comportamiento motor como el cognitivo, social y emocional.
Conclusiones La actividad cortical de los lóbulos frontales está regulada por varios circuitos frontosubcorticales paralelos y segregados. Estos circuitos permiten seleccionar y mantener activas determinadas regiones corticales relacionadas con conductas relevantes, mientras se inhiben las no relevantes, y de este modo constituyen el mecanismo funcional básico del sistema atencional anterior. Para predecir la relevancia o irrelevancia de las consecuencias de cada nuevo estímulo, la corteza cingulada anterior establece probablemente comparaciones con situaciones similares almacenadas previamente junto con determinados ‘marcadores somáticos’ que indican su significado emocional para el organismo. Esta corteza está en condiciones anatómicas de poder regular la actividad de los ganglios basales y con ello la de toda la corteza frontal para permitir una conducta ordenada en el tiempo.
Keywords
Anterior cingulate cortex
Basal ganglios
Frontal lobes
Fronto-subcortical circuits
Prefrontal cortex
Somatic markers
Palabras Claves
Circuitos frontosubcorticales
Corteza cingulada anterior
Corteza prefrontal
Ganglios basales
Lóbulos frontales
Marcador somático