Profa. Dra. Eliane ComoliDepto Fisiologia - FMRP

Atenção e Hemi-Negligência

Atenção

é um meio de selecionar informações específicas para

processamentos diversos.

é uma habilidade cognitiva que serve para modular ou modificar

processamentos em andamento, sobre os mais diversos domínios

ou funções.

O controle atencional requer um processamento amplo e envolve

circuitos neuaris que alcançam muitas regiões cerebrais.

Tipos de Atenção

Estado de Alerta ou Vigília - Estado de estar acordado (prontidão) e os

órgão sensoriais estarem estimulados a ponto de percepção (consciência

sensorial). É o nível mais básico de atenção.

Vigilância ou Atenção Sustentada - Habilidade de manter o estado de

alerta consistente com passar do tempo.

Atenção Seletiva - É um processo de filtragem que nos permite focar

atenção em informações críticas dentre uma vasta quantidade de

informações disponíveis. É mecanismo cognitivo que nos permite

selecionar o que tem mais importância biológica dentre inúmeras

possibilidades.

Atenção Dividida - tipo de atenção que usamos para dividir nossa

atenção entre diferentes fontes de informação ou diferentes tarefas.

Características dos neurônios

Origem no tronco encefálico;

Cada neurônio influencia uma grande

quantidade de células pós-sinápticas

em diferentes regiões do SNC;

Aumentam a excitabilidade;

Ritmicidade (frequência constante).

Sistema de Modulação DifusoMantenedor do Estado de Vigília

(serotonina)

Coletivamente fazem sinápse diretamente em todo o tálamo,

córtex cerebral e outras regiões do encéfalo.

Efeitos gerais são a despolarização de neurônios,

um aumento da sua excitabilidade.

Impulsos

visuais

FORMAÇÃO

RETICULAR

Sistema Ativador Reticular Ascendente - SARA

Cerebelo

Vias descendentes

Medula

Impulsos auditivos

Vias ascendentes

Tronco

Encefálico

Atenção Seletiva

Atenção Seletiva

É um processo de direcionamento de atenção para priorizar certos tipos ou

pedaços de informações para processamento em detrimento de outros

(resolve competições entre estímulos). A atenção seletiva atua desde o início

do processamento do estímulo sensorial até a emissão da resposta ao

estímulo.

Seleção Atencional Bottom-up – aspectos intrínsecos do estímulo fazem

com que ele receba prioridade no processamento.

Seleção Atencional Top-Down – a pessoa determina como direcionar a sua

atenção a uma determinado atributo (objeto, forma, espaço, cor, etc) ou a

uma tarefa ou meta.

A seleção atencional ocorre em diferentes partes do cérebro e em escalas

temporais diferentes.

Regiões Cerebrais envolvidas na Atenção Seletiva

Colículo Superior – estrutura mesencefálica envolvida no processo de

mudança do foco da atenção de uma localização no espaço para outra para

flexibilizar a orientação da atenção (atenção automaticamente orientada).

Tálamo – papel na filtragem e barragem da informação sensorial que

constantemente chega no cérebro.

Lobo Parietal – fornece uma grade espacial de referência para o

processamento atencional; tem habilidade de controlar a seleção

atencional mais precisamente e o deslocamento de todas as fontes

atencionais para um estímulo ou tarefa.

Córtex Pré-Frontal Medial – responsável pelo controle atencional sobre a

seleção de uma resposta motora apropriada, em especial quando a tarefa

demanda atenção.

Córtex Pré-Frontal Lateral – fonte de controle atencional influenciando

outros sítios neurais que agem na orientação da atenção (Top-Down).

Colículo Superior – estrutura mesencefálica envolvida no

processo de mudança do foco da atenção de uma posição para outra para

flexibilizar a orientação da atenção.

Colículo Superior

(fibers coming occiptal cortex)

(fibers from retina, corticotectal and from visual cortex)

(radially arranged cells)

Laminação Celular do Colículo SuperiorMétodo de Golgi

(multiple sources of multisensory and non-sensory information)

O CS de roedores é segregado.

Apresenta distinção funcional entre as camadas superficiais e profundas.

Colículo Superior

O Colículo Superior ajuda na mudança de atenção para uma nova

localização ou novo estímulo através do controle do movimento dos

olhos responsáveis por trazer um estímulo periférico rapidamente na

visão foveal.

Isso é acompanhado por Movimentos Sacádicos.

processo de mudança do foco da atenção de uma posição para outra

para flexibilizar a orientação da atenção.

Experimentos Eletrofisiológico mostram que neurônios do CS

respondem à presença de objetos em movimento, em gatos.

Colículo Superior

Nesse momento, os olhos

realizam movimentos de fixação,

com períodos com olhos estáveis,

examinando uma pequena área do

estímulo e movimentos

sacádicos ou

sacadas, movimentos rápidos

saltando de um ponto a outro para

fixar a imagem sobre a fóvea

(região central dos olhos).

Uma sacada é um movimento rápido e simultâneo de

ambos os olhos entre duas ou mais fases de fixação na

mesma direção que trazem o estímulo para a fóvea.

Sacada Expressa – leva 120ms para ocorrer, é reflexa e desencadeada

pelo aparecimento de um estímulo visual novo na periferia

Sacada Regular – leva cerca de 200-300ms para ocorrer; está sobre

controle voluntário.

Para a maioria dos animais as

respostas rápidas em direção ou

afastamento de eventos

inesperados e biologicamente

importantes são cruciais em

ambientes naturais.

Segregação sensorial espacial no Colículo Superior

Novidades ruins – frequentemente sinalizadas por

movimentos no campo visual superior

Novidades boas – frequentemente associadas com movimentos

no campo visual inferior

Ecologia do rato

Colículo Superior

Células do Colículo Superior são sensíveis a todos os tipos de

estímulos salientes visuais.

O estímulo saliente ajuda a mover o olhar para a posição espacial

daquela informação (estímulo) (Shipp, 2004).

Seleção Atencional Bottom-up

Colículo Superior

Responsável por transformações sensoriomotoras

requeridas para direcionar ou desviar o olhar de objetos

inesperados, ou biologicamente importantes.

O CS é importante para o posicionamento da cabeça no espaço

durante uma variedade de tarefas apetitivas, incluindo

forrageamento por comida, predação, e respostas nocifensivas

direcionadas à fonte de dor.

Visual Word

Mapa

Retinotópico

(V1 – V4)

Cor

V4

MT

Velocidade

Vias Visuais

Lobo Parietal – fornece uma grade espacial de referência para o

processamento atencional; tem habilidade de controlar a seleção

atencional mais precisamente e o deslocamento de todas as fontes

atencionais para um estímulo ou tarefa.

Regiões Parietais ao redor do sulco intraparietal

exercem papel importante na Atenção Seletiva

Via visual espacial: relação polissensorial entre objetos no cenário visual, análise do

movimento; direção seletiva e responsividade ao movimento.

Importante para a representação da saliência

da localização espacial (Colby et al, 1996).

Regiões mais Inferiores do Córtex Parietal

(região IPL) do Hemisfério Direito estão mais

relacionadas com aspectos

Bottom-up do Controle Atencional, quando um estímulo aparece

numa localização que não estava sob atenção e re-orienta a

sua atenção para essa localização; assim as características do

estímulo (objeto) podem ser identificadas (Treisman e Gelade, 1980).

Regiões Parietais ao redor do sulco intraparietal

exercem papel importante na Atenção Seletiva

Córtex Parietal mais dorsal (SPL) exerce

controle preciso da Atenção através da

Seleção Atencional Top-down; atenção é

voluntariamente direcionada pela pessoa e não pelo

estímulo no ambiente.

Eletrofisiologia em macacos procurando um determinado objeto no meio de objetos

distratores (Gottlieb et al. 2009).

Em humanos está criticamente envolvido na seleção entre estímulos visuais competitivos;

aumento da atividade em tarefas que requerem atenção visual aumentada

(Vanderberghe e Gillebert, 2009).

Córtex Pré-Frontal Medial (ACC e SMA) –

responsável pelo controle atencional sobre a seleção de uma resposta

motora apropriada, em especial quando a tarefa demanda atenção.

Córtex Pré-Frontal MedialAumento de atividade no ACC e porções da SMA de macacos em resposta a

apresentação de pistas que sinalizam parâmetros motores numa dada tarefa

(Isomura et al., 2003)

Movimento atrelado à Seleção de ação apropriada a um contexto.

Em humanos ACC está ativo particularmente quando uma resposta nova tem que

ser emitida no lugar de uma resposta típica e automática (PET) em tarefas que

requerem um controle atencional sobre seleção de respostas, uma vez que a

pessoa deve fazer um esforço para inibir uma resposta típica e automática para

produzir uma ação apropriada.

Campo Visual Frontal está envolvido com movimentos dos olhos (saccade task) e

com direcionamento de atenção visual (attention task).

Wardak et al. 2006 – direcionamento de atenção não requer movimento dos olhos

Medial regions of prefrontal

cortex involved in response

selection (ACC).

This region is more active when

response selection is hard (left)

because one stimulus is linked to

four different responses, than

when response selection is easier

(right) because each stimulus is

uniquely linked to a response.

Notice that this pattern is

unaffected by other aspects of

selection, such as whether or not

the stimulus itself contains

conflicting perceptual or

semantic information.

Liu X, Banich MT, Jacobson BL, Tanabe JL (2006). Functional dissociation of attentional selection

within PFC: response and non-response related aspects of attentional selection as ascertained by fMRI.

Cerebral Cortex, 16, Fig. 2, p. 832.

Córte Pré-Frontal Medial

Lesões no Córtex Pré-frontal causam Negligência Motora, inabilidade de realizar

movimentos em direção ao lado negligenciado do espaço.

Isso é um Déficit Atencional, uma vez que não há paralisia motora que impeça a

realização do movimento.

Córtex Pré-Frontal Lateral – age como uma fonte de

controle atencional influenciando outros sítios neurais que agem na

orientação da atenção.

CPFlateral é uma região modula a atividade de outras regiões para

aumentar a atenção à atributos específicos como localização, objeto, outra

dimensão saliente.

Prefrontal regions serve as a top-down source of attentional

control that modulates activity in posterior brain regions.

Source: Kastner, S. & Pinsk, M. A. (2004). Visual attention as a multilevel

selection process. Cognitive, affective, and behavioral neuroscience, 4, Figure

6, pg. 494, Figure 11.6 A and B.

Regions of the frontal lobe,

including the supplementary

eye fields (SEF) and frontal

eye fields (FEF), become

active when an individual is

directing attention to a

location—both (A) when a

stimulus is present and (B)

even when it is not yet

present but expected.

Regiões Fronto-Parietais

There is an increase in activity when attention is directed to

the target location prior to the onset of the stimulus (green

bar), which then increases only slightly when the stimulus

actually appears (blue bar).

In contrast, for regions in visual cortex, there is a small

increase of activity before the item appears (green bar), but

a substantial increase in activity once the item is present

(blue bar).

- Top-Down source of attentional control

Tornaram-se ativas depois da apresentação da pista , porém, antes da

apresentação do estímulo.

São áreas de que servem como fontes de controle atencional que influenciam

outras áreas de processamento atencional, colocando-as em “alerta” antes do

aparecimento do estímulo; quando aparece o estímulo a atividade nessas áreas

aumenta substancialmente

fMRI.

Lobo Parietal – fornece uma grade espacial de referência para o

processamento atencional; tem habilidade de controlar a seleção

atencional mais precisamente e o deslocamento de todas as fontes

atencionais para um estímulo ou tarefa.

Disengage attention and Shifting AttentionLobo Parietal Superior (SPL) fica mais ativo quando o indivíduo deve mudar a sua

atenção entre uma voz masculina e a voz feminina (Shomstein e Yantis, 2009); entre

um face humana e um cavalo sobrepostas numa imagem (Serences et al., 2004)

Especialização Hemisférica

Córtex Parietal Direito exerce funções na atenção visual e

regiões do Córtex Parietal Esquerdo parecem estar associadas com a orientação da

atenção para momentos específicos no tempo (Coull, 2004).

Lesões no Lobo Parietal desencadeiam negligência da informação

sensorial (Bisiach et al., 1990)

The region of the inferior parietal lobe that is classically considered to be

associated with neglect.

In general, most individuals with hemineglect have sustained damage to this

portion of inferior parietal lobe just superior to the temporal-parietal junction. Source:

Mort, D.J., Malhotra, P., Mannan, S.K., Rorden, C., Pambakian, A., Kennard, C., &

Husain, M. (2003). The anatomy of visual neglect. Brain, 126, Fig. 2, pg. 1990. By

permission of Oxford University Press.

Hemi-negligência – indivíduo ignora informações em regiões

no espaço contralateral ao hemisfério lesionado.

Processamento Atencional

Paciente com Hemi-negligência

Desenho Espontâneo

Paciente com Hemi-negligência

a) cópia de um desenho

b) cancelation test

c) line bisection by an individual with hemineglect

Testes em Paciente com Hemi-negligência

Paciente com Hemi-negligência

Pacientes com Hemi-negligência

Pedido: Fazer um círculo em itens completos e marcar com um

X os itens incompletos.

A) space-based neglect patient B) object-based neglect patient

Hemi-negligência é mais severa quando a lesão ocorre no

hemisfério direto.

Isso sugere que o hemisfério direito é mais importante para alerta

geral e atenção.

Os objetos não podem ser identificados, mas podem influenciar

no preparo de certas respostas.

Hemi-negligência