Mecanismos neurológicos de la atención

Atender al ambiente o prestar atención es un proceso que consiste en focalizar selectivamente la consciencia de los estimulos del medio, filtrando y desechando información no deseada, manejando el constante fluir de la información sensorial para su procesamiento en paralelo para con ello lograr las respuestas apropiadas y controlar la conducta ante ambientes específicos. 

 En este sentido atender exige un esfuerzo neurocognitivo que precede a la percepción, a la intención y a la acción, ya que sin la  atención, la percepción, la memoria y el aprendizaje se empobrecen, por lo que la atención ha sido uno de los últimos procesos complejos cerebrales en adquirir la categoría de función cerebral superior (Estévez-González, García-Sánchez  y  Junqué, 1997; Etchepareborda y Abad-Mas, 2001).

La atención se puede definir desde el punto de vista neurocientífico, como una “amplificación en la tasa de disparo neuronal, entendido esto como un aumento de la actividad en un área cerebral particular involucrada en el procesamiento de un estímulo”, por ejemplo  una flor, o de cierta característica del estímulo, como el color de la flor, movimiento o la ubicación espacial del objeto, en comparación con la tasa de disparo neuronal en una línea base, es decir, la que se presenta cuando se observa  un estímulo no atendido (Estévez-González, García-Sánchez  y  Junqué, 1997; Ruiz y Cansino, 2006). 

 Siendo así, la atención implica por ende no sólo la filtración de la complejidad de estimulos que se encuentran en el ambiente, sino además una percepción selectiva y dirigida, hacia una fuente particular de estimulación y esfuerzo, o concentración sobre una tarea,  por lo que una función de la atención es facilitar la representación o la extracción de las características de un estímulo interesante. Ahora bien, conceptualmente no es fácil definir que es interesante, pues mientras que para unos puede ser el vuelo errático de una mosca, para otros puede el tono de la voz humana.

 Esto es particularmente importante si se considera el bombardeado de señales sensoriales provenientes del exterior e interior del organismo, pues la cantidad de información entrante excede la capacidad del sistema nervioso para procesarla, por lo que se hace necesario un mecanismo neuronal que regule y focalice, seleccionando y organizando la información perceptual entrante, y permitiendo que un estímulo pueda lograr un impacto a nivel  neural y electroquímico. 

Este mecanismo neuronal al que llamamos atención, se va desarrollando progresivamente desde la infancia y su actividad no se ciñe únicamente a regular la entrada de información, sino en el procesamiento mismo de la información (Estévez-González, García-Sánchez  y  Junqué, 1997).

Ante la complejidad conceptual, neuroanatómica y neurofuncional de la atención no permite  ligarla a una única estructura anatómica o explorarla  con un único test, en lugar de ello, cabe considerarla como una series de procesos cerebrales complejos (Estévez-González, García-Sánchez y  Junqué, 1997; Ruiz Vargas, 2000).

Por ello, es posible definir la atención desde el punto de vista neurológico como el resultado de una red de conexiones corticales y subcorticales principalmente provenientes del hemisferio derecho. Desde un punto de vista neurofuncional, se le  describe como una función cerebral regulada por tres sistemas entrelazados, el primer sistema es el de alerta o arousal, de atención posterior o perceptiva y de atención anterior o atención supervisora. El segundo sistema, permite la selección de la información prioritaria y por último, el tercer sistema, es el regulador de la dirección y el objetivo de la atención o atención deliberada (Estévez-González, García-Sánchez y  Junqué 1997).

Aunque la literatura se ha centrado en la idea de que la atención está regulada por dos mecanismos, uno llamado Top down y otro denominado Bottom-up, sin embargo  ambos están relacionados con otras muchas otras funciones fisiológicas, por lo que a veces es difícil diferenciarlos (Estévez-González, García-Sánchez y  Junqué 1997; Etchepareborda, y Abad-Mas, 2001; Servera-Barceló,  2005; Morgado Bernal, 2005).

            El mecanismo top down representa los procesos de selección dirigidos a metas particulares, la función principal es la de detectar la presencia de un estímulo particular durante el desarrollo de una tarea,  lo que produce una mayor activación neuronal de la entrada sensorial relevante para así discriminar el estímulo de interés de aquellos no relevantes para conseguir la meta (por ejemplo, no escuchar el ruido ambiental al leer este documento) (Ruiz Vargas, 2000; Etchepareborda y Abad-Mas, 2001; Allegri y Harris, 2001).

Este sistema está regulado por las expectativas, las metas o los conocimientos previos propios del sujeto e involucra la participación conjunta de la corteza prefrontal y de la corteza parietal posterior superior y surco intraparietal, lo que constituye el sistema conocido como frontal-parietal. 

Estas áreas se han estudiado con tareas que presentan estímulos que distraen la atención de los sujetos, y se ha encontrado que las neuronas de la región intraparietal aumentan su tasa de disparo, por lo que se sugirió que una de sus funciones de la atención es la de suprimir el procesamiento de los estímulos irrelevantes y focalizar hacia el estímulo relevante (Bjork, 1970; Bjork & Bjork, 1996), por lo que se ha propuesto que el surco intraparietal y la corteza parietal posterior superior participan cuando ocurre un cambio de atención hacia un estímulo que varía su ubicación espacial, en el mantenimiento de la atención hacia un estímulo periférico, principalmente en tareas de atención dividida (como cuándo de lee y se escribe), en la integración de características físicas de un estímulo (análisis de color, forma, tamaña) y en el rastreo de puntos en movimiento (como cuándo se conduce un auto).

De igual forma, en distintas investigaciones se ha encontrado que la corteza parietal posterior superior, presenta mayor activación cuando los personas atienden hacia la presentación de un estímulo visual en particular, cuyas características se han definido antes de iniciar la tarea; esta activación no es exclusiva para la información espacial, sino que también se genera cuando los sujetos atienden a otros rasgos específicos del estímulo, como el color, la forma, o el tamaño (Estévez-González, García-Sánchez y  Junqué, 1997; Allegri y Harris, 2001).

Por su parte, el mecanismo de selección bottom-up se asocia a los procesos que intervienen cuando la atención se dirige a un estímulo particular en el cual sobresalen ciertas características, como puede ser la infrecuencia, la novedad, la intensidad o la relevancia en el contexto en que aparece (por ejemplo,  el timbre de un teléfono celular durante la proyección de una película).  Este mecanismo está controlado por el sistema parietal-frontal que incluye la  corteza parietal posterior inferior, unión temporoparietal y corteza prefrontal (Boujon y Quaireau, 1999; Etchepareborda y Abad-Mas, 2001).

Sin embargo, como en muchos sistemas biológicos, ambos mecanismos actúan de forma conjunta, esto es posible de evaluar por ejemplo cuando se le pide  una persona que detecte la presentación de un estímulo y se le indica previamente en qué región de la pantalla aparecerá, con esta tarea es posible evaluar el sistema top-down al solicitar el reconocimiento del objeto; en tanto que el sistema de procesamiento bottom-up se puede evaluar al detectar la presentación repentina del objeto (un estímulo novedoso y sobresaliente). Por ejemplo, si se solicite que reconozca una letra O, reconociendo forma y tamaño entre un conjunto de letras E dispuestas a lo largo de toda la pantalla (Allegri y Harris, 2001).

Sin embargo, es importante señalar que aunque la corteza prefrontal está muy relacionada con la atención, no se encraga exclusivamente de este proceso, ya que por tratarse de un área de asociación, interviene en otras funciones cognitivas como el control cognitivo, la memoria de trabajo, la recuperación de información episódica y la capacidad para alternar simultáneamente entre diferentes tareas. De ahí la importancia de la atención en tareas complejas (Allegri y Harris, 2001; Killgore, Kahn-Greene, Grugle, Killgore, Balkin, 2009).

Por otra parte, se ha descubierto que también la corteza prefrontal en sus regiones dorsolateral y ventrolateral se activan cuando las personas deben manipular información (por ejemplo, reordenar tres objetos en función de su agrado), en la memoria de trabajo, la cual es una tarea diferente a cuando los sujetos sólo deben mantenerla disponible (repetir las tres palabras); en este último caso, sólo se activa la corteza prefrontal ventrolateral (Ruiz y Cansino, 2006; Killgore, Kahn-Greene, Grugle, Killgore, Balkin, 2009).

Es aquí que si se piensa que sólo unas cuantas estrcuturas participan, pues el sistema abre la puerta a otras estrcururas que convierten el proceso en algo aún más complejo, pues la corteza prefrontal no es la única encargada del proceso de la atención, ya que está relacionada también con la lateralización cerebral, ya que aunque la atención es una función bilateralizada, cada hemisferio estaría funcionalmente especializado, por ejemplo, el hemisferio izquierdo ejerce un control unilateral (contralateral) y el hemisferio derecho un control bilateral, además de regular el sistema de atención selectiva y mantener el estado de alerta, por lo que las estructuras encargadas de la atención deben cumplir otras funciones, de ahí que sea posible hablar de la relación entre atención, aprendizaje y memoria (Estévez-González, García-Sánchez y  Junqué, 1997).

Referencias

 

Allegri, R.F. y Harris, P. (2001) La corteza prefrontal en los mecanismos atencionales y la memoria. Revista de Neurologí . 32 (5): 449-453.

Bjork, R. A. (1970). Positive forgetting: The noninterference of items intentionally forgotten. Journal of Verbal Learning and Verbal Behaviour. 9, 255–268.

Bjork, E. L., & Bjork, R. A. (1996). Continuing influences of to-be-forgotten information. Consciousness & Cognition. 5, 176–196.

Boujon,  C. y Quaireau, C. (1999) Atención, aprendizaje y rendimiento escolar: aportaciones de la psicología cognitiva experimental. Narcea. España.

Estévez-González, A., García-Sánchez, C. y  Junqué, C. (1997) La atención: una compleja función cerebral. Revista de Neurología. 25 (148): 1989-1997.

Etchepareborda, M.C. y Abad-Mas, L. (2001) Sustrato biológico y evaluación de la atención. Revista de Neurogía Clinica. 2 (1) 113-124.

Killgore WD, Kahn-Greene ET, Grugle NL, Killgore DB, Balkin TJ. (2009) Sustaining  executive functions during sleep deprivation: A comparison of caffeine,  dextroamphetamine, and modafinil. Sleep. 32(2):205-16.

Morgado Bernal, I. (2005)  Psicobiología del aprendizaje y la memoria. Cuadernos de Información y Comunicación. 10.  221-234.

Ruiz-Contreras, A. & Cansino, S.  (2005) Neurofisiología de la interacción entre la atención y la memoria episódica: revisión de estudios en modalidad visual. Revista de Neurología. 41 (12): 733-743.

Ruiz Vargas, J.M (2000) La organización neurocognitiva de la memoria. En J.M. Ruiz Vargas (2000) Psicología cognitiva de la memoria. Anthropos. España.

Servera-Barceló,  M. (2005) Modelo de autorregulación de Barkley aplicado al trastorno por déficit de atención con hiperactividad: una revisión. Revista de Neurología. 40 (6): 358-368.