Sistemas de Atención y Arousal
Los sistemas de atención y arousal establecen el nivel general de activación del cerebro y priorizan selectivamente la información conductualmente relevante. El arousal (activación) refleja el estado global de vigilia y alerta mantenido por los sistemas ascendentes del tronco encefálico y el hipotálamo, mientras que la atención es el conjunto de mecanismos que seleccionan entre entradas competitivas y guían el procesamiento hacia objetivos.
Definition
El arousal es el estado global de activación fisiológica y cortical que subyace a la vigilia y la capacidad de respuesta, regulado por los sistemas reticulares ascendentes y neuromoduladores; la atención es el conjunto de mecanismos selectivos mediante los cuales el sistema nervioso prioriza algunas fuentes de información sobre otras para un procesamiento posterior.
Scope
Esta entrada abarca el sistema de arousal ascendente que controla la vigilia, y las redes de atención que seleccionan información, incluyendo la distinción entre atención dirigida por objetivos y atención impulsada por estímulos. Tiene un propósito educativo y de referencia, y no aborda el diagnóstico o tratamiento de trastornos de la atención, el arousal o la conciencia.
Core questions
- ¿Cómo se genera y mantiene el estado global de vigilia y activación cortical?
- ¿Cómo selecciona el cerebro la información relevante de entre las entradas competitivas?
- ¿En qué se diferencian las formas de atención dirigida por objetivos y las impulsadas por estímulos en sus sustratos neurales?
- ¿Cómo se relacionan la atención y el arousal entre sí?
Key concepts
- Sistema reticular activador ascendente
- Vigilia y activación cortical
- Atención dirigida por objetivos (de arriba hacia abajo)
- Atención impulsada por estímulos (de abajo hacia arriba)
- Redes de atención dorsal y ventral
- Sistemas de arousal neuromoduladores
Key theories
- Dos redes de atención (dorsal y ventral)
- Corbetta y Shulman propusieron que la atención está respaldada por una red frontoparietal dorsal que media la orientación voluntaria y dirigida por objetivos, y una red más ventral y lateralizada a la derecha que detecta estímulos salientes o inesperados y reorienta la atención.
Mechanisms
El arousal depende de proyecciones ascendentes desde la formación reticular del tronco encefálico y los núcleos neuromoduladores asociados hacia el tálamo y la corteza; Moruzzi y Magoun demostraron que la estimulación de la formación reticular del tronco encefálico produce una activación cortical del tipo observado durante la vigilia, definiendo así el sistema reticular activador ascendente. Los circuitos hipotalámicos, resumidos por Saper y sus colegas, regulan el cambio entre la vigilia y el sueño e imponen una estructura circadiana al arousal. La atención opera sobre este estado de fondo: Posner y Petersen delinearon funciones atencionales separables, Knudsen organizó la atención en componentes fundamentales como la memoria de trabajo, la selección competitiva, el control de sensibilidad de arriba hacia abajo (top-down) y el filtrado de saliencia, y Corbetta y Shulman distinguieron una red dorsal para la orientación voluntaria de una red ventral para la detección de eventos salientes.
Clinical relevance
Los trastornos del arousal van desde el coma hasta las alteraciones del sueño y la vigilia, mientras que los trastornos de la atención incluyen la negligencia tras daño parietal y los síndromes clínicos de inatención, por lo que la organización normal de estos sistemas es central para la neurología y psiquiatría clínicas. Esta entrada describe esa organización normal con fines educativos y de referencia, y no constituye una base para diagnosticar o tratar ninguna condición.
Evidence & guidelines
La comprensión del arousal y la atención se basa en estudios de lesión y estimulación, electrofisiología y neuroimagen humana. El concepto de arousal ascendente se deriva de Moruzzi y Magoun, el control hipotalámico del ciclo sueño-vigilia del trabajo sintetizado por Saper y sus colegas, y la arquitectura de red de la atención de los marcos de Posner y Petersen, Knudsen, y Corbetta y Shulman.
History
La comprensión moderna del arousal comenzó con la demostración de Moruzzi y Magoun en 1949 del sistema reticular activador ascendente. La neurociencia cognitiva de la atención se desarrolló a partir de la década de 1980, con la influyente descomposición de la atención en sistemas separables por parte de Posner y Petersen, y fue ampliada por la neuroimagen humana a la descripción de la red dorsal y ventral de Corbetta y Shulman y al marco componencial de Knudsen, mientras que los circuitos hipotalámicos de sueño-vigilia clarificaron el aspecto de control de estado del arousal.
Key figures
- Giuseppe Moruzzi
- Horace Magoun
- Michael Posner
- Maurizio Corbetta
- Clifford Saper
Related topics
Seminal works
- moruzzi-magoun-1949
- posner-petersen-1990
- corbetta-shulman-2002
Frequently asked questions
- ¿En qué se diferencian la atención y el arousal?
- El arousal es el nivel global de vigilia y activación cortical que establece la capacidad de respuesta general del cerebro, mientras que la atención es la priorización selectiva de información particular; la atención opera sobre el estado de fondo establecido por el arousal.
- ¿Cuál es la diferencia entre la atención de arriba hacia abajo (top-down) y la de abajo hacia arriba (bottom-up)?
- La atención de arriba hacia abajo (dirigida por objetivos) dirige voluntariamente el procesamiento hacia información relevante para la tarea y se asocia con una red frontoparietal dorsal, mientras que la atención de abajo hacia arriba (impulsada por estímulos) es capturada por eventos salientes o inesperados y se asocia con una red más ventral, según lo descrito por Corbetta y Shulman.