La atención es un proceso cognitivo que nos permite seleccionar y concentrarnos en ciertos estímulos del entorno mientras ignoramos otros. Este proceso es esencial para la percepción, la memoria y el aprendizaje. Las bases fisiológicas de la atención involucran la actividad de varias áreas del cerebro, así como la comunicación entre ellas.
Se han logrado relacionar a lo largo del tiempo e intensos estudios neurofisiológicos, diversas estructuras cerebrales que ayudan al mantenimiento del estado atencional general, en este artículo vamos a hablar de ellas.
Bases anatómicas y fisiológicas de la atención
Una de las estructuras más importantes en el control de la atención es el sistema reticular activador ascendente (ARAS, por sus siglas en inglés). El ARAS es una red de neuronas que se extiende desde la médula espinal hasta la corteza cerebral y que es responsable de regular el nivel de alerta y la atención. El ARAS envía señales a la corteza cerebral y a otras partes del cerebro para mantenernos alerta y enfocados en los estímulos relevantes.
La corteza prefrontal es otra estructura clave en la atención. Esta área del cerebro está involucrada en la planificación, la toma de decisiones y el control inhibitorio, y es crucial para la capacidad de dirigir la atención hacia ciertos estímulos y mantenerla allí. La corteza prefrontal se comunica con otras áreas del cerebro, como la corteza parietal y temporal, para integrar la información sensorial y dirigir la atención a los estímulos relevantes.
Además, el sistema visual y el sistema auditivo también son importantes para la atención. En el sistema visual, la atención se puede dirigir a objetos o características específicas en el campo visual, como el color o el movimiento. En el sistema auditivo, la atención se puede dirigir a sonidos específicos en el entorno, como la voz de una persona en particular.
Estos diferentes sistemas están formados por grupos de neuronas con el soma situado en el tronco del encéfalo que envían sus axones a múltiples localizaciones diencefálicas y telencefálicas. En el caso de las proyecciones colinérgicas, si bien es cierto que algunas de estas se originan en el tronco del encéfalo, hay un grupo muy importante de axones que proporcionan inervación en la corteza y el hipocampo que tienen su soma situado al cerebro anterior basal.
Igualmente, la histamina, otra sustancia neurotransmisora, modula también la actividad de otras áreas del encéfalo, pero en este caso, los somas de los axones histaminérgicos se localizan en el hipotálamo.
Tradicionalmente, sin embargo, se ha hablado de la formación reticular troncoencefálica como el sistema activador más importante del encéfalo. Actualmente dividimos la formación reticular en diferentes grupos neuronales que se diferencian en función del neurotransmisor que usan (acetilcolina, dopamina, serotonina o noradrenalina). Estos sistemas activadores envían proyecciones, algunas de las cuales a través del tálamo, en múltiples estructuras diencefálicas y telencefálicas, como la corteza, modulando su actividad.
Las lesiones talámicas que afectan a los núcleos intralaminares o el núcleo reticular, o las lesiones de algunas áreas de asociación polimodales de la corteza (como la corteza prefrontal, la corteza temporal ventral o la corteza parietal posterior), producen alteraciones de atención general.
Principales vías noradrenérgicas del encéfalo originadas en el locus coeruleus (locus cerúleo).
Las neuronas pueden mostrar dos tipos de actividad diferenciables. En primer lugar, todas las neuronas responden cuando son estimuladas por alguna sustancia neurotransmisora. Esta respuesta se llama señal, ya que es consecuencia de algún evento interno o externo que ha afectado el organismo. En segundo lugar, muchas neuronas muestran una determinada frecuencia de descarga basal, en ausencia de estimulación, que llamamos ruido. La noradrenalina incrementa la capacidad de procesamiento de la información, ya que incrementa la actividad neural que sigue una estimulación (señal) sin afectar sobre el ruido. De este modo, se consigue que la actividad neural consecuencia de una estimulación destaque por encima de la actividad basal, con lo cual se facilita la detección de los estímulos.
La noradrenalina incrementa la capacidad de procesamiento de la información en diversas áreas del encéfalo incrementando la respuesta de las neuronas cuando éstas son estimuladas.
Baja actividad del locus coeruleus
Así, pues, en condiciones de baja actividad del locus cerúleo, las neuronas de otras áreas del encéfalo reaccionarán poco a la estimulación, disminuyendo la capacidad de detección de los estímulos; es decir, disminuyendo el estado atencional general. Esto es característico de la fase de sueño, por ejemplo.
Alta actividad del locus coeruleus
En condiciones de alta actividad del locus cerúleo, en cambio, las neuronas mostrarán una respuesta incrementada a la estimulación. Esta situación provoca un estado atencional general hipervigilante, en el que se detectan fácilmente una gran cantidad de estímulos, pero se dificulta la atención selectiva y se incrementa la distracción. Esto es característico de las situaciones peligrosas, innovadoras y en general de los estados de ansiedad.
Actividad moderada del locus coeruleus
Finalmente, si la actividad del locus cerúleo es moderada, se pueden detectar fácilmente los estímulos relevantes a la vez que se impide la interferencia de estímulos irrelevantes. En esta condición, además, la atención se puede focalizar fácilmente, ya que la aparición de un estímulo sobresaliendo provoca una hiperactivación puntual del locus cerúleo, lo que aumenta la probabilidad de detección de este estímulo.
El papel de lóbulo parietal en la atención
El lóbulo parietal es una región importante del cerebro que está involucrada en una amplia variedad de funciones cognitivas, incluyendo la atención. El lóbulo parietal es especialmente importante para la atención espacial, es decir, la capacidad de enfocarse en objetos o eventos en un espacio específico.
El lóbulo parietal superior, también conocido como la corteza parietal posterior, es particularmente importante en la atención espacial. Esta región del cerebro recibe información sensorial de los ojos, los oídos y otros sentidos, y la utiliza para construir una representación tridimensional del espacio que nos rodea. La corteza parietal posterior también se comunica con la corteza prefrontal y otras regiones del cerebro para dirigir la atención a estímulos relevantes en el espacio.
La corteza parietal inferior también juega un papel en la atención, especialmente en la atención dirigida a objetos y la percepción visual. Esta región del cerebro es responsable de procesar la información visual relacionada con la forma, el color, el movimiento y otros aspectos de los objetos en el campo visual. La corteza parietal inferior se comunica con otras regiones del cerebro, como la corteza prefrontal y la corteza temporal, para integrar la información sensorial y dirigir la atención a los estímulos relevantes.
Además, la corteza parietal está involucrada en la atención selectiva, que nos permite enfocarnos en información relevante y filtrar la información irrelevante o distractora. La atención selectiva es esencial para la toma de decisiones y la resolución de problemas, y la corteza parietal juega un papel importante en este proceso.
Los estudios electrofisiológicos en primates han detectado neuronas en el lóbulo parietal que incrementan su frecuencia de descarga cuando el animal focaliza su atención en un estímulo significativo. Este incremento en la actividad se mantiene durante todo el período durante el cual el animal focaliza su atención en el estímulo, y desaparece cuando deja de prestarle atención.
El síndrome de negligencia contralateral o negligencia hemisfética
Después de una lesión cerebral algunos pacientes muestran un trastorno atencional conocido con el nombre de síndrome de negligencia contralateral.
El síndrome de negligencia contralateral suele estar causada por lesiones en la corteza parietal del hemisferio derecho.
Los pacientes que presentan este síndrome no atienden a los objetos presentados mediante cualquier modalidad sensorial al lado contralateral a la lesión. En algunos casos tampoco prestan atención a las partes de su cuerpo contralaterales a la lesión. En ningún caso no presentan ningún déficit sensorial o motor que pueda explicar el trastorno.
Dibujos hechos por pacientes con síndrome de negligencia contralateral. Se puede ver como omiten casi completamente el lado izquierdo del dibujo.
El déficit atencional hacia el lado contralateral a la lesión no afecta únicamente a la percepción de los estímulos, sino también a su representación mental. Así, en un experimento, se pidió a sujetos con síndrome de negligencia que describimos de memoria un espacio conocido por todos ellos (la plaza del Duomo de Milán). Se observó que los pacientes sólo describían los detalles situados junto ipsilateral a la lesión. Cuando se les pidió que, mentalmente, se situaran en el lado opuesto de la plaza, sólo describieron aquellos detalles que anteriormente habían omitido.
Dado que la lesión causante de este síndrome suele afectar el hemisferio derecho, estos pacientes no reaccionan ante estímulos presentados en el lado izquierdo, ya veces descuidan completamente el lado izquierdo de su cuerpo, olvidándose de lavarlo, vestirse, afeitarse, etc. Los casos más extremos llegan a negar su existencia. Algunos pacientes, por ejemplo, han llegado a afirmar que en su cama había una pierna o un brazo que no eran suyos (haciendo referencia a su pierna o a su brazo izquierdos).
Como hemos comentado, la mayor parte de veces el síndrome de negligencia contralateral es consecuencia de lesiones parietales en el hemisferio derecho. Esto se debe a que mientras el hemisferio izquierdo controla la atención que se dirige al lado derecho, el hemisferio derecho controla la atención que se dirige a ambos lados. De esta manera, el déficit de atención que se observaría tras lesiones parietales izquierdas, queda compensado por el control bilateral de la atención ejercido por el lóbulo parietal derecho.
Bases fisiológicas de la atención selectiva
Los mecanismos fisiológicos de la atención selectiva han sido muy bien estudiados junto al sistema visual. Por ejemplo, cuando presentamos simultáneamente dos estímulos al campo receptor de una neurona de un área visual, estos competirán entre sí para que se favorezca la percepción de uno.
Los mecanismos de selección del estímulo atender son bastante complejos, e incluyen aferencias reguladoras provenientes de la corteza prefrontal y otras áreas de asociación. Así, por ejemplo, podemos seleccionar un estímulo sobre el que focalizar la atención dependiendo de si previamente su aparición ha ido seguida por la presentación de un reforzador. En este caso, son las áreas de la corteza prefrontal donde se almacena esta asociación estímulo-reforzador, las responsables de que el campo receptor de las neuronas de las áreas visuales de asociación se reduzca alrededor de este estímulo condicionado.
La atención selectiva nos es muy útil en numerosas situaciones de la vida cotidiana. Imaginemos, por ejemplo, que estamos en el cine y buscamos una amiga que es rubia. Automáticamente, las neuronas de las áreas visuales de asociación encogen su campo receptor en torno a los estímulos que coincidan con la característica «rubia», por lo que nos será mucho más fácil de encontrar nuestra amiga.
- Posner, M. I., & Petersen, S. E. (1990). The attention system of the human brain. Annual Review of Neuroscience, 13(1), 25-42.
- Corbetta, M., & Shulman, G. L. (2002). Control of goal-directed and stimulus-driven attention in the brain. Nature Reviews Neuroscience, 3(3), 201-215.
- Barceló, F. (2007). El papel del lóbulo parietal en la atención. Revista de Neurología, 44(8), 507-516.
- Herrero, J. L., & Rodríguez, F. (2008). Atención, percepción y cognición: bases neurobiológicas. Revista de Neurología, 46(6), 341-350.
- Soto, D. (2012). La atención. El cerebro de un soñador, 173-198.
