Sistemas de Atenção e Ativação (Arousal)

Os sistemas de atenção e ativação (arousal) estabelecem o nível geral de ativação do cérebro e priorizam seletivamente informações comportamentalmente relevantes. A ativação (arousal) reflete o estado global de vigília e alerta mantido pelos sistemas ascendentes do tronco cerebral e hipotalâmicos, enquanto a atenção é o conjunto de mecanismos que selecionam entre entradas concorrentes e guiam o processamento em direção a objetivos.

Definition

Ativação (arousal) é o estado global de ativação fisiológica e cortical subjacente à vigília e responsividade, regulado pelos sistemas reticulares ascendentes e neuromoduladores; atenção é o conjunto de mecanismos seletivos pelos quais o sistema nervoso prioriza algumas fontes de informação sobre outras para processamento posterior.

Scope

Esta entrada abrange o sistema de ativação (arousal) ascendente que controla a vigília e as redes de atenção que selecionam informações, incluindo a distinção entre atenção direcionada a objetivos e atenção impulsionada por estímulos. É de caráter educacional e de referência, não abordando o diagnóstico ou tratamento de distúrbios de atenção, ativação (arousal) ou consciência.

Core questions

• Como o estado global de vigília e ativação cortical é gerado e mantido?
• Como o cérebro seleciona informações relevantes de entradas concorrentes?
• Como as formas de atenção direcionada a objetivos e impulsionada por estímulos diferem em seus substratos neurais?
• Como a atenção e a ativação (arousal) se relacionam entre si?

Key concepts

• Sistema reticular ativador ascendente
• Vigília e ativação cortical
• Atenção direcionada a objetivos (top-down)
• Atenção impulsionada por estímulos (bottom-up)
• Redes de atenção dorsal e ventral
• Sistemas neuromoduladores de ativação (arousal)

Key theories

Duas redes de atenção (dorsal e ventral)

Corbetta e Shulman propuseram que a atenção é suportada por uma rede frontoparietal dorsal que medeia a orientação voluntária e direcionada a objetivos e uma rede mais ventral, lateralizada à direita, que detecta estímulos salientes ou inesperados e reorienta a atenção.

Mechanisms

A ativação (arousal) depende de projeções ascendentes da formação reticular do tronco cerebral e núcleos neuromoduladores associados para o tálamo e o córtex; Moruzzi e Magoun demonstraram que a estimulação da formação reticular do tronco cerebral produz ativação cortical do tipo observado na vigília, definindo o sistema reticular ativador ascendente. Circuitos hipotalâmicos, resumidos por Saper e colegas, regulam a alternância entre vigília e sono e impõem uma estrutura circadiana à ativação (arousal). A atenção opera sobre este estado de fundo: Posner e Petersen delinearam funções atencionais separáveis, Knudsen organizou a atenção em componentes fundamentais como memória de trabalho, seleção competitiva, controle de sensibilidade top-down e filtragem de saliência, e Corbetta e Shulman distinguiram uma rede dorsal para orientação voluntária de uma rede ventral para detecção de eventos salientes.

Clinical relevance

Os distúrbios de ativação (arousal) variam do coma a perturbações do sono e da vigília, enquanto os distúrbios de atenção incluem negligência após dano parietal e síndromes clínicas de desatenção, de modo que a organização normal desses sistemas é central para a neurologia e psiquiatria clínicas. Esta entrada descreve essa organização normal para referência educacional e não é uma base para diagnosticar ou tratar qualquer condição.

Evidence & guidelines

A compreensão da ativação (arousal) e da atenção baseia-se em estudos de lesão e estimulação, eletrofisiologia e neuroimagem humana. O conceito de ativação (arousal) ascendente deriva de Moruzzi e Magoun, o controle hipotalâmico do ciclo sono-vigília do trabalho sintetizado por Saper e colegas, e a arquitetura de rede da atenção dos arcabouços de Posner e Petersen, Knudsen, e Corbetta e Shulman.

History

A compreensão moderna da ativação (arousal) começou com a demonstração de Moruzzi e Magoun em 1949 do sistema reticular ativador ascendente. A neurociência cognitiva da atenção desenvolveu-se a partir da década de 1980, com a influente decomposição da atenção de Posner e Petersen em sistemas separáveis, e foi estendida pela neuroimagem humana para a descrição das redes dorsal e ventral de Corbetta e Shulman e o arcabouço componencial de Knudsen, enquanto os circuitos hipotalâmicos do sono-vigília esclareceram o lado do controle de estado da ativação (arousal).

Key figures

• Giuseppe Moruzzi
• Horace Magoun
• Michael Posner
• Maurizio Corbetta
• Clifford Saper

Seminal works

• moruzzi-magoun-1949
• posner-petersen-1990
• corbetta-shulman-2002

Frequently asked questions

Como a atenção e a ativação (arousal) diferem?

A ativação (arousal) é o nível global de vigília e ativação cortical que estabelece a responsividade geral do cérebro, enquanto a atenção é a priorização seletiva de informações específicas; a atenção opera sobre o estado de fundo estabelecido pela ativação (arousal).

Qual é a diferença entre atenção top-down e bottom-up?

A atenção top-down (direcionada a objetivos) direciona voluntariamente o processamento para informações relevantes para a tarefa e está associada a uma rede frontoparietal dorsal, enquanto a atenção bottom-up (impulsionada por estímulos) é capturada por eventos salientes ou inesperados e está associada a uma rede mais ventral, conforme descrito por Corbetta e Shulman.