Čelný lalok

Laloky ľudského mozgu (čelný lalok je znázornený červenou farbou)

Čelný lalok je oblasť v mozgu cicavcov. Nachádza sa v prednej časti každej mozgovej hemisféry a je umiestnený pred (pred) temennými lalokmi a nad a pred spánkovými lalokmi. Od temenného laloku je oddelený primárnou motorickou kôrou, ktorá riadi dobrovoľné pohyby špecifických častí tela spojených s precentrálnym gyrom.

Čelný lalok dosahuje plnú zrelosť okolo 25. roku života, čo predstavuje kognitívnu zrelosť spojenú s dospelosťou. Arthur Toga z Kalifornskej univerzity v Los Angeles zistil zvýšený obsah myelínu v bielej hmote čelného laloku u mladých dospelých v porovnaní s dospievajúcimi. Typický nástup schizofrénie v ranom dospelom veku koreluje so slabo myelinizovanými, a teda neefektívnymi spojmi medzi bunkami v prednom mozgu.

Čelný lalok obsahuje väčšinu neurónov citlivých na dopamín v mozgovej kôre. Dopamínový systém súvisí s odmeňovaním, pozornosťou, dlhodobou pamäťou, plánovaním a pohonom. Dopamín má tendenciu obmedzovať a selektovať zmyslové informácie prichádzajúce z talamu do predného mozgu. V správe Národného inštitútu duševného zdravia sa uvádza, že génový variant, ktorý znižuje aktivitu dopamínu v prefrontálnej kôre, súvisí s horším výkonom a neefektívnym fungovaním tejto oblasti mozgu pri úlohách pracovnej pamäte a s mierne zvýšeným rizikom schizofrénie.

Grayov obr. 729 – Orbitálny povrch ľavého čelného laloku.

Animácie. Čelný lalok (červený) ľavej mozgovej hemisféry.

Na laterálnom povrchu ľudského mozgu oddeľuje čelný lalok od temenného laloku centrálny sulkus. Bočný sulkus oddeľuje čelný lalok od spánkového laloku.

Čelný lalok možno rozdeliť na laterálnu, polárnu, orbitálnu (nad orbitou; nazýva sa aj bazálna alebo ventrálna) a mediálnu časť. Každá z týchto častí sa skladá z určitých gyrov:

Gyry sú od seba oddelené sulkami. Napr. precentrálny gyrus sa nachádza pred centrálnym sulkom a za precentrálnym sulkom. Horný a stredný frontálny gyrus sú oddelené horným frontálnym sulkusom. Stredný a dolný frontálny gyrus sú rozdelené dolným frontálnym sulkusom.

U ľudí dosahuje čelný lalok plnú zrelosť až po dvadsiatom roku života, čo znamená kognitívnu zrelosť spojenú s dospelosťou. Malé množstvo atrofie je však v čelnom laloku starnúceho človeka normálne. Fjell v roku 2009 skúmal atrofiu mozgu u ľudí vo veku 60-91 rokov. Zdravých 142 účastníkov bolo vyšetrených pomocou magnetickej rezonancie (MRI). Ich výsledky boli porovnané s výsledkami 122 účastníkov s Alzheimerovou chorobou. Účastníci sa vrátili o rok neskôr a vedci zistili, že hoci objemový úbytok bol u účastníkov s Alzheimerovou chorobou jasne viditeľný vo veľkom množstve, u zdravých osôb bol tiež viditeľný v malom množstve. Pokles objemu čelného laloku o približne 0,5 % v priebehu tohto roka sa zdal byť priemerný. Tieto zistenia potvrdzujú zistenia Coffeyho, ktorý v roku 1992 uviedol, že objem čelného laloku sa zmenšuje približne o 0,55 % – 1 % ročne.

Doporučujeme:  Sundowning (demencia)

Dr. Arthur Toga, profesor neurológie na Kalifornskej univerzite v Los Angeles, zistil zvýšený obsah myelínu v bielej hmote čelného laloku u mladých dospelých v porovnaní s dospievajúcimi. Typický nástup schizofrénie v ranom dospelom veku koreluje so slabo myelinizovanými, a teda neefektívnymi spojmi medzi bunkami v prednom mozgu.

V ľudskom mozgu tvorí precentrálny gyrus a súvisiace kortikálne tkanivo, ktoré sa skladá do centrálneho sulku, primárnu motorickú kôru, ktorá riadi dobrovoľné pohyby špecifických častí tela spojených s oblasťami gyrusu.

Čelné laloky pomáhajú pri plánovaní, koordinácii, kontrole a realizácii správania. Ľudia, ktorí majú poškodené čelné laloky, môžu mať problémy s týmito aspektmi kognitívnych funkcií, niekedy sú impulzívni, majú zníženú schopnosť plánovať a vykonávať zložité sekvencie činností, možno zotrvávajú pri jednom konaní alebo vzorci správania, hoci by bola vhodná zmena (perzekucia).

Exekutívne funkcie čelných lalokov zahŕňajú schopnosť rozpoznať budúce dôsledky vyplývajúce z aktuálnych činov, vybrať si medzi dobrými a zlými činmi (alebo lepšími a najlepšími), prekonať a potlačiť neprijateľné sociálne reakcie a určiť podobnosti a rozdiely medzi vecami alebo udalosťami.Preto sa podieľajú na vyšších duševných funkciách.

Čelné laloky zohrávajú dôležitú úlohu aj pri uchovávaní dlhodobejších spomienok, ktoré nie sú založené na úlohách. Spomienky spojené s emóciami vstupujúcimi z limbického systému mozgu sú upravované vyššími centrami čelných lalokov tak, aby vo všeobecnosti zodpovedali spoločensky prijateľným normám (pozri vyššie uvedené exekutívne funkcie)[cit ]. Čelné laloky majú bohatý neuronálny vstup z centier pohotovosti v mozgovom kmeni aj z limbických oblastí.

V správe Národného inštitútu duševného zdravia sa uvádza, že variant génu, ktorý znižuje aktivitu dopamínu v prefrontálnej kôre, súvisí s horším výkonom a neefektívnym fungovaním tejto oblasti mozgu pri úlohách pracovnej pamäte a s mierne zvýšeným rizikom schizofrénie.

Dopamín citlivé neuróny v mozgovej kôre sa nachádzajú predovšetkým v čelných lalokoch. Dopamínový systém súvisí s potešením, dlhodobou pamäťou, plánovaním a pohonom. Dopamín má tendenciu obmedzovať a selektovať zmyslové informácie prichádzajúce z talamu do predného mozgu. Slabá regulácia dopamínových dráh sa spája so schizofréniou.

Doporučujeme:  Cholinergné nervy

Začiatkom 20. storočia vyvinul portugalský neurológ Egas Moniz liečbu duševných chorôb, ktorá spočívala v poškodení dráh spájajúcich čelný lalok s limbickým systémom. Frontálna lobotómia (niekedy nazývaná frontálna leukotómia) úspešne znížila utrpenie, ale často za cenu otupenia emócií, vôle a osobnosti subjektu. Nekritické používanie tohto psychochirurgického zákroku spolu s vážnymi vedľajšími účinkami a nebezpečnou povahou operácie si získalo zlú povesť a frontálna lobotómia ako psychiatrická liečba do značnej miery zanikla.

Presnejšie psychochirurgické postupy sa stále príležitostne používajú, hoci v súčasnosti sú veľmi zriedkavé. Môžu zahŕňať postupy, ako je predná kapsulotómia (bilaterálne termické lézie predných končatín vnútornej kapsuly) alebo bilaterálna cingulotómia (bilaterálne termické lézie predných cingulárnych gyrov), a môžu sa použiť na liečbu inak neliečiteľných obsedantných porúch alebo klinickej depresie.

Zistilo sa, že čelné laloky sa podieľajú na kontrole impulzov, úsudku, jazyku, pamäti, motorike, riešení problémov, sexuálnom správaní, socializácii a spontánnosti.

Kognitívna zrelosť spojená s dospelosťou sa vyznačuje súvisiacim dozrievaním mozgových vlákien v čelných lalokoch v období medzi neskorou pubertou a ranou dospelosťou. Výskum Dr. Arthura Toga z UCLA zistil zvýšený obsah myelínu v sivej hmote čelných lalokov mladých dospelých v porovnaní so sivou hmotou dospievajúcich, zatiaľ čo sivá hmota v temenných a spánkových lalokoch bola v tínedžerskom veku zrelšia. Typický nástup schizofrénie v ranom dospelom veku koreluje so slabo myelinizovanými, a teda neefektívnymi spojmi medzi bunkami v prednom mozgu.

Medzi psychologické testy, ktoré merajú funkciu čelného laloku, patrí poklepávanie prstom, triedenie kariet podľa Wisconsinu a meranie verbálnej a figurálnej plynulosti.

Stuss (1999) navrhuje rozlíšenie do dvoch kategórií podľa homogenity a heterogenity funkcie.

Možno zdôrazniť, že vyššie opísané teórie sa líšia svojím zameraním na určité procesy/systémy alebo konštrukty. Stuss (1999) poznamenáva, že otázka homogenity (jeden konštrukt) alebo heterogenity (viacero procesov/systémov) funkcie „môže predstavovať skôr problém sémantiky a/alebo neúplnej funkčnej analýzy než neriešiteľnú dichotómiu“ (s. 348). Ďalší výskum však ukáže, či bude k dispozícii jednotná teória funkcií čelového laloku, ktorá plne zohľadní rôznorodosť funkcií.

Doporučujeme:  Rachel a Stephen Kaplanovci

Štúdie poškodenia čelného laloku

a poruchy frontálneho laloku

Mnoho rokov si mnohí vedci mysleli, že čelný lalok je u ľudí v porovnaní s ostatnými primátmi neúmerne zväčšený. Domnievali sa, že ide o dôležitú črtu ľudskej evolúcie a že je hlavným dôvodom, prečo sa ľudské poznávanie líši od poznávania ostatných primátov. Tento názor však spochybnil novší výskum. Semendeferi a kol. pomocou magnetickej rezonancie na určenie objemu čelnej kôry u ľudí, všetkých žijúcich druhov opíc a niekoľkých druhov opíc zistili, že ľudská čelná kôra nie je relatívne väčšia ako kôra u ostatných ľudoopov, ale je relatívne väčšia ako čelná kôra u menších opíc a opíc.

čelový lalok: precentrálny gyrus (primárna motorická kôra, 4), precentrálny sulcus, horný čelový gyrus (6, 8), stredný čelový gyrus (46), dolný čelový gyrus (Brocova oblasť, 44-pars opercularis, 45-pars triangularis), prefrontálna kôra (orbitofrontálna kôra, 9, 10, 11, 12, 47)

temenný lalok: postcentrálna ryha, postcentrálny gyrus (1, 2, 3, 43), horný temenný lalok (5), dolný temenný lalok (39-angulárny gyrus, 40), precuneus (7), intraparietálna ryha

okcipitálny lalok: primárna zraková kôra (17), cuneus, lingválny gyrus, 18, 19 (18 a 19 pokrývajú celý lalok)

spánkový lalok: priečny spánkový gyrus (41-42-primárna sluchová kôra), horný spánkový gyrus (38, 22-Wernickeho oblasť), stredný spánkový gyrus (21), dolný spánkový gyrus (20), fusiformný gyrus (36, 37)

limbický lalok/fornikátový gyrus: cingulárna kôra/cingulárny gyrus, predný cingulárny gyrus (24, 32, 33), zadný cingulárny gyrus (23, 31), istmus (26, 29, 30), parahipokampálny gyrus (piriformná kôra, 25, 27, 35), entorhinálna kôra (28, 34)

podkorová/insulárna kôra: rhinencephalon, čuchový bulbus, corpus callosum, bočné komory, septum pellucidum, ependyma, vnútorná kapsula, corona radiata, vonkajšia kapsula

hipokampálna formácia: dentátový gyrus, hipokampus, subikulum

bazálne gangliá: striatum (caudate nucleus, putamen), lentiformné jadro (putamen, globus pallidus), claustrum, extrémna kapsula, amygdala, nucleus accumbens

Niektoré kategorizácie sú približné a niektoré Brodmannove oblasti sa rozprestierajú v gyroch.