Percepción en los límites de la acción en pacientes con daños en el lóbulo frontal (2003)

Tiziana Zalla, Pascale Pradat-Diehl, Angela Sirigu

                Abstracto

El córtex prefrontal se conoce por estar involucrado en la planificación de la acción y en el control del comportamiento. La evidencia neuropsicológica apoya la idea de que el córtex prefrontal interviene generalmente en el procesamiento de eventos complejos, como un conocimiento de la acción. Las acciones son representadas en la memoria como secuencias de eventos discretos dirigidos a un objetivo. Los eventos complejos pueden dividirse en unidades discretas más pequeñas y organizarse jeráquicamente. La aspiración del presente estudio es investigar la habilidad de 9 pacientes con una lesión prefrontal y 12 controles saludables para analizar las secuencias de acción como eventos significativos. A los sujetos se les pidió detectar las transiciones entre los eventos bajo las 3 instrucciones orientativas diferentes: (1): espontáneamente; (2) eventos pequeños; (3) eventos mayores. Tanto los sujetos normales como los pacientes identificaron significativamente más eventos bajo las condiciones de orientación menor. Sin embargo, contrario a los controles normales (CNs), los pacientes con daño prefrontal mostraron dificultades considerables en detectar unidades de eventos mayores frente a las menores. Estos resultados sugieren duramente que el córtex prefrontal está involucrado específicamente en  el emparejamiento y el reconocimiento de grupos de secuencias de acción. Estos descubrimientos también que la manera en la que las instrucciones orientan la atención de los sujetos tiene un efecto en cómo la información de la acción se codifica y representa en la memoria.

               

Introducción

                La comprensión de las acciones de otra gente depende mayormente de nuestra habilidad para inferir motivos y objetivos de los comportamientos observados en curso. Todos los días las secuencias de acciones orientadas a objetivos son generalmente continuas, con apenas alguna pausa para crear límites entre las unidades de acción significativas. De forma diferente a los objetos,  que exhiben límites y configuraciones espaciales específicas, los eventos y las acciones están extendidos en el tiempo. Sin embargo, aunque las transiciones entre n evento y el siguiente, en una secuencia de acción completa, puede ser confuso y poco claro, las acciones pueden dividirse en  eventos discretos. Cuando se les pidió segmentar una secuencia de acciones, los observadores estuvieron substancialmente de acuerdo sobre dónde estaban los límites entre los eventos significativos (Hanson y Hirst, 1989; Newtson, 1973). El tiempo de localización en el que el observador segmenta el flujo de acciones tiende a corresponder con los puntos de máximos cambios perceptuales, por ejemplo, cuando la posición del cuerpo del actor cambia mucho (Newtson y Engquist, 1976). La detección de eventos seguros, tanto de niveles de mucha precisión como en los de niveles de precisión más gruesa, parece ser especialmente relevante para la comprensión del objetivo general (Reed, Montgomery, Schwartz, Palmer, y Pittenger, 1992). Por otra parte, la evidencia sobre la percepción de la discontinuidad en el movimiento dirigido al objetivo no está restringida para los adultos. Los niños mayores son sensibles a la estructura hierática de los eventos y poseen habilidades para el emparejamiento en curso del comportamiento a lo largo de los límites relacionados con la imitación y la comprensión (Baldwin y Baird, 2001).

En un estudio comportamental con voluntarios normales, Hanson y Hirst (1989) investigaron la memoria para los eventos complejos usando una tarea de emparejamiento. A los sujetos se les pidió identificar unidades de eventos significativos grandes y pequeñas mientras veían una secuencia de acciones. La aspiración del estudio era entender cómo la memoria y el reconocimiento podrían estar afectados por la orientación de la atención de los sujetos hacia diferentes niveles de categorización de eventos complejos. Cuando los observadores atendieron a los eventos grandes, algunos niveles de las escenas fueron consecuentemente retirados, mientras que cuando la atención se orientaba hacia los eventos pequeños, el número de acciones registradas aumentó. Así, estos resultados muestran la  manera en la que los eventos percibidos afectan a cómo se representa la información en la memoria.

Los estudios neurofisiológicos raramente han añadido la cuestión de qué procesos cerebrales están relacionados en la percepción del comportamiento complejo. El mecanismo cognitivo subyace que esta habilidad podría depender de los mismos procesos implicados en la panificación de acciones. Según  Schank y Abelson (1977), las acciones son representadas en la memoria como secuencias organizadas de eventos descriptivos dirigidos a un objetivo. Las descripciones constituyen un tipo de arquitectura del conocimiento para la representación de historias, planes y secuencias de acción. Los rasgos de esta arquitectura del conocimiento incluye el orden temporal de los eventos, las uniones causales entre los eventos, la jerarquía del objetivo, tanto como la centralidad y la prioridad de los eventos dentro de cada descripción particular (Abbott, Black, y Smith, 1985; Bower, Black, y Turner, 1979; Galambos y Rips, 1982; Mandler, 1984; Schank, 1982).

En la descripción, como en la estructura del conocimiento, el conocimiento de la acción se representa en la memoria en grupos separados de frases interconectadas, denominadas “trozos” (Black y Bower, 1979). Similarmente a los objetos (Rosch, Mervis, Gray, Johnson, y Boyes-Braem, 1976), los eventos pueden ser clasificados en diferentes niveles de abstracción, tal como en los básicos, subordinados y supraordenados. El trozo actúa como una única memoria representativa que contiene subclases de eventos de componente subordinado insertados en eventos supraordenados dirigidos a un objetivo. El mayor nivel en esta organización conceptual podría corresponder a las representaciones de objetivos a largo plazo mientras la representación de menor nivel de objetivos especifica el motor y los rasgos físicos de las acciones representadas.

Black y Bower (1979) mostraron la evidencia para la realidad psicológica de los trozos de representaciones en términos de episodios estructurados orientados al objetivo. El intento continuo de conseguir un sub-objetivo o un objetivo se ha descrito como un factor crítico para agrupar acciones o eventos subyacentes en distintos episodios y para clasificar las acciones en diferentes niveles jerárquicos (Bower y Morrow, 1990; Gobet y cols., 2001; Lichtenstein y Brewer, 1980). De forma interesante, se ha observado una relación fiable entre la representación de recuerdo observada y el nivel jerárquico en el dominio dirigido al objetivo del conocimiento, desde que el recuerdo de los eventos decrece progresivamente, subordinándose al objetivo jerárquico. Una implicación de la “teoría Chunky (de los trozos)” es que la colección de elementos del mismo trozo tendrá Fuertes asociaciones con otro, pero serán asociaciones débiles con los elementos dentro de otros trozos. En consecuencia, el material en un trozo tenderá a ser codificado y recordado en conjunto. Como muestran estudios previos (Black y Bower, 1979; Lichtenstein y Brewer, 1980), cuantas más acciones subordinadas estén incluidas bajo el mismo episodio, mayor es la probabilidad de que la acción supraordenada pueda ser recordada, mientras que las acciones subordinadas podrían ser inferidas de la acción supraordenada correspondiente sin pérdida de información. Otra implicación es que la recuperación de los eventos de la acción está influida por el número de trozos en el guión y no por el número de eventos en solitario (Black y Bower, 1979).

Se sabe que el córtex prefrontal es crucial par alas funciones ejecutivas y de memoria de trabajo. Como muestran muchos estudios, las lesiones en el córtex prefrontal son responsables de la discapacidad del conocimiento sintáctico junto con la disfunción relacionada con la planificación (Goldstein, Bernard, Fenwick, Burgess, y McNeil, 1993; Grafman, Sirigu, Spector, y Hendler, 1993; Shallice, 1982; Shallice y Burgess, 1991; Sirigu y cols., 1995, 1996; Zalla, Plassiart, Pillon, y Sirigu, 2001). En una serie de estudios, mostramos que los pacientes con lesiones en el lóbulo prefrontal parecían estar dañados selectivamente en almacenamiento y recuperación de conocimiento basado en la escritura, concretamente en la organización jerárquica y secuencial de los eventos aunque fueran capaces de recuperar los eventos individuales y de identificar las asociaciones semánticas entre los eventos individuales pertenecientes  ala misma actividad (Sirigu y cols., 1995, 1996). También mostramos que el análisis de la escritura era particularmente difícil para los pacientes con lesiones frontales en comparación con los pacientes con lesiones que afectan a áreas posteriores del cerebro (Sirigu y cols., 1995). Los límites entre las secuencias de acción se vuelven permeables en cuanto son evaluados por el número incrementado de violaciones de los límites, inclusiones de acciones irrelevantes o por combinaciones falsas y fusiones de secuencias de acción distintivas. Las dificultades en la detección de los límites en los pacientes con daños en el lóbulo prefrontal eran aún más llamativas por su representación significativamente pobre en condiciones donde los elementos incongruentes se presentaban o cuando no había estructura contextual (Sirigu y cols., 1995). Como muestra el estudio de Zalla y cols. (2001), la discapacidad para planificar en los pacientes con lesiones en el lóbulo frontal (LF) parece afectar primeramente a la ejecución de secuencias de acciones de orden mayor, mientras que las acciones naturalistas individuales se preservan relativamente. El número de desplazamientos sin finalidad y de acciones suspendidas ocurridas en los pacientes con daños en el lóbulo frontal se interpretó, en este estudio, como un déficit en el emparejamiento entre diferentes sub-secuencias de acciones relacionadas con el objetivo final. Sobre todo, estos resultados indicaron que la habilidad para representar el conocimiento orientado al objetivo se ve severamente comprometida después del daño del córtex prefrontal.

En el presente estudio, investigamos directamente la habilidad de 9 pacientes con lesiones prefrontales y 12 controles normales (CNs) para detectar los límites entre eventos para dos escenarios. Basado en la propuesta de que el córtex prefrontal es crucial para las representaciones de las acciones dirigidas al objetivo y para la planificación de comportamientos intencionales, creamos la hipótesis de que el córtex prefrontal está relacionado en  la agrupación a bajo nivel de acciones elementales dentro de unidades de orden mayor dirigidas al objetivo. Una discapacidad en el proceso necesario para construir y representar las secuencias estructuradas dirigidas al objetivo puede contribuir a la explicación de las dificultades diarias de los pacientes con daños en el lóbulo frontal en la planificación de las acciones. Siguiendo el procedimiento adoptado por Newtson (1973) y Hanson y Hirst (1989), pedimos a los participantes analizar dos escenarios grabados en vídeo sobre eventos significativos  y unirlos presionando un botón tan pronto como pensaran que acababa un evento y otro empezaba. Newtson (1973) mostró que la atención de los sujetos a diferentes categorías de eventos estaba orientada por las instrucciones y se observó un considerable acuerdo sobre los límites de los eventos  entre los sujetos. Mientras se miraban las grabaciones, monitorizamos la atención de los sujetos hacia los eventos pequeños y grandes, que está en diferentes niveles de la estructura jerárquica de la acción. Predijimos que, comparados a los controles normales, los pacientes con daño en el córtex frontal podrían tener más dificultades en detectar los eventos mayores junto con una relativamente preservada habilidad en identificar los eventos pequeños. Tales dificultades pueden ser explicadas por un déficit en la percepción de las acciones humanas en términos de eventos de mayor nivel dirigidos al objetivo.

Materiales y métodos

Sujetos

El grupo con la lesión en el lóbulo frontal consistía en 9 pacientes (3 mujeres y 6 hombres) con daño cerebral unilateral o bilateral localizado en las regiones dorso-lateral y oribito-frontal anterior del córtex frontal. Las lesiones fueron causadas por diferentes aetiologías: un daño cercano a la cabeza (pacientes A.B., D.M., G. R.); un accidente vascular (pacientes Y.B., M.B., M.G.); una ruptura de un aneurisma de la arteria comunicante anterior (pacientes L.L., K.F., P.D.).

El grupo de controles normales consistió en 12 sujetos (6 mujeres y 6 hombres) sin daño cerebral o historia neurológica, emparejados por edad y educación con los pacientes prefrontales (Tabla 1). Dada la distribución desigual en cuanto al sexo, representamos análisis estadísticos para el efecto del género. No se encontraron diferencias significativas en cuanto al género.

La valoración de la línea base neuropsicológica del daño cerebral de los sujetos incluyó pruebas estandarizadas del funcionamiento cognitivo global y de la habilidad intelectual, como la Escala Clasificatoria de Demencia de Mattis (Mattis, 1976) o las Matrices Progresivas Coloreadas de Raven (Raven, 1938), tan bien como el número de tareas con supuesta sensibilidad de la disfunción den lóbulo frontal, incluyendo el Test Clasificador Modificado de Tarjeta de Wisconsin (Nelson, 1976), y tareas de fluencia verbal como la letra (una palabra que empiece por “M” en 60s) y la indicación de la categoría (nombres de animales en 60s). La Tabla 1 muestra los resultados individuales para esas tareas. Antes del experimento, los tiempos de reacción (TRs) de los pacientes y los controles normales se compararon usando una tarea de detección del tono simple y no se encontraron diferencias significativas entre ambos grupos.

Materiales y procedimiento

El procedimiento fue adaptado de Hanson y Hirst (1989). A los sujetos se les presentaron dos escenarios grabados en vídeo sin sonido que mostraba a actores representando acciones en una televisión Sony de 19 pulgadas (52 cms). Según el concepto general del guión (Schank y Abelson, 1977), estas secuencias representaban eventos típicos que seguían un orden temporal natural.

El primer escenario (secuencia de oficina) se inspiró en una descrita por Newtson (1973): un vídeo de 5’27 mins donde ocurría la siguiente acción: “Un hombre entra en su  oficina llevando 2 libros. Se sienta en su escritorio. Toma un cuaderno sobre la mesa y empieza a leer. Un minuto después, pone a un lado el cuaderno, se levanta del escritorio y coge un paquete de cigarrillos de su abrigo. Sigue buscando y encontrando cerillas, enciende un cigarro y lanza la cerilla a una papelera cercana. Falla el tiro, se acerca, coge la cerilla y la echa a la papelera. Entonces, coge un libro sobre el escritorio. Mira lentamente el libro, se levanta, coge otro libro y pasas sus páginas. Lanza el cigarrillo al suelo, lo aplasta y lo tira a la basura. Coge un bolígrafo y un cuaderno y escribe en él. Entonces, lo devuelve a la mesa, coge el segundo libro y ociosamente lo mira. Acto seguido, se levanta, pone el paquete de cigarrillos y las cerillas en su abrigo; coge el libro y el cuaderno, se pone el abrigo y deja la oficina”.

El segundo escenario, inspirado de Hanson y Hirst (1989) era un vídeo de 5’45 minutos que muestra a dos personas jugando al monopolio (la secuencia de juego). La acción se despliega como sigue:

“Un hombre entra en una habitación y coloca el juego sobre una mensa. Una mujer entra en la habitación dos veces en la secuencia. La primera vez, ella lleva dos vasos de zumo de naranja que coloca e la mesa. La segunda vez, lleva un cuenco de galletitas saladas que también coloca en la mesa. A continuación, se sienta y empieza a jugar con el hombre. Cada jugador juega dos turnos, bebe el zumo de naranja y come galletitas. Juegan dos turnos, y entonces el juego se interrumpe por una llamada telefónica. La mujer se levanta a responder el teléfono. Mientras habla, mira su reloj, dice adiós al hombre y deja la habitación”.

Ambos vídeos se grabaron con una única cámara fija. Para familiarizar a los sujetos con la tarea, practicaron con un vídeo de 6’05 minutos de una mujer en el baño lavándose la cara, lavándose los dientes y maquillándose.

A los sujetos se les informó de que el propósito del experimento era estudiar “cómo la gente recuerda los eventos en las situaciones diarias”. Se les dijo esto: después de ver el vídeo, su memoria para los eventos sería probada mostrándoles dos vídeos pequeños cada tres veces. Durante la primera presentación (segmentación espontánea), a los sujetos se les pidió mirar la película y marcar espontáneamente, presionando un botón, la transición entre los eventos tal y como ellos juzgaran que acababa uno y empezaba otro. Durante las presentaciones segunda y tercera, a los sujetos se les pidió indicar el final de cada evento y el comienzo del siguiente con una instrucción de segmentación de “evento pequeño” o de “evento grande”. El orden de las dos condiciones de las instrucciones (grande y pequeña) se contrabalanceó en los sujetos. Se dieron ejemplos de cómo analizar eventos “grandes” y “pequeños” durante las condiciones de práctica: un evento pequeño es “coger el cepillo de dientes” o “coger el dentífrico”; un evento grande es “lavarse los dientes”. A los sujetos se les pidió presionar el botón de respuesta tan pronto como vieran una señal visual en la pantalla para empezar la película y permitir el registro de presionar el botón.

Al final de la primera presentación de cada video, a los sujetos se les prueba con una tarea de recuerdo libre y un cuestionario con preguntas verdaderas/falsas sobre las acciones que habían ocurrido (ítem verdaderos) o que no (ítems falsos).

Análisis de los datos

El análisis estadístico incluyó ANOVA de medidas repetidas de dos factores (Grupo, Condición), un análisis de correlación de Pearson, y un t-test desemparejado. El test Scheffé se usó para las comparaciones ad hoc. La significancia del umbral se puso con P < 0.05. 

Las siguientes variables se analizaron en ambos grupos para los dos escenarios.

Número de prensas

Significa en número de prensas bajo las 3condiciones (espontáneo, pequeño y grande). Para las condiciones espontáneas, contamos el número de eventos grandes y pequeños detectados usando el criterio de detección explicado antes.

Número de límites correctos

Porcentaje de límites detectados (número total de límites identificados/número total de límites prototípicos) bajo las condiciones de instrucción grandes y pequeñas. El índice de detección de los eventos se estabilizó usando un guión prototípico para cada condición grande y pequeña, basado en el juicio dado por 5 jueces independientes externos, ciegos a los propósitos del estudio. Sólo los límites en los que había consenso entre los jueces igual o superior al 80% se consideraron prototípicos. Se encontraron 34 límites en las condiciones pequeñas, y 7 en las grandes, para el guión “Oficina” mientras que para el guión “Juego” había 62 para las condiciones pequeñas y 22 para las grandes. Las transiciones entre una acción y otra también se calcularon para cada límite  obtenido en las bases de los juicios dadas por los 5 jueces externos.

Frecuencia de detección de los límites de la acción

La frecuencia de cada transición detectada se calculó separadamente para cada grupo y para las dos condiciones (pequeña y grande) cuando todos los sujetos detectaban esa transición en el número total de sujetos. Para el guión “Oficina”, la transición temporal media (el tiempo entre ambas transiciones) en las condiciones de instrucciones grandes y pequeñas eran 11’9 y 4’3 s. respectivamente, mientras que para el guión “Juego” las transiciones ocurrían cada 5’9 y 2’42 segundos. El criterio de detección consistió en incluir cualquier respuesta que cayera dentro del tiempo de la ventana entre cada evento (el final del episodio y el comienzo del siguiente), definido por los 5 jueces independientes. Para determinar si había un consenso significativo en los puntos de ruptura en ambos grupos, las distribuciones de frecuencia (proporción de sujetos que identificaron una acción prototípica particular) se compararon con las medias del análisis de correlación de Pearson.

Demora de los límites prototípicos

Calculamos la demora de los límites prototípicos, que es cualquier respuesta que cayera más allá de la transición definida en el guión prototípico.

Número de ítems recordados en el test de recuerdo libre

Después de ver los vídeos, a los sujetos se les pidió describir con tantos detalles como pudieran todo lo que recordaran sobre la película. El número de eventos correctamente mencionados fue registrado por el experimentador. Nos e impuso un límite de tiempo al recuerdo.

Número de respuestas correctas en la prueba de reconocimiento

Después de la tarea de recuerdo libre, a los sujetos se les dio un cuestionario con 10 ítems (Apéndices A y B), probando su reconocimiento de las acciones que tuvieron lugar, o no, en el vídeo.

Resultados

Número de prensas

Para el guión “Oficina”, ambos grupos no difirieron en el número total de prensas (F (2, 19) = 17.7; P < 0.0001), y se encontró una interacción significativa entre Grupo y Condición (F (2, 38) = 3.24; P = 0.05; Fig. 1a). El número de prensas era significativamente menor bajo las condiciones de orientación grandes en comparación con las condiciones espontáneas (P < 0.002) y las condiciones de orientación pequeñas (P < 0.0001) en ambos grupos. El efecto de interacción se debe al gran número de prensas realizada por los pacientes LF bajo las condiciones espontáneas (media = 39.7 ± 33.4), en comparación a los CNs (media = 21.1 ± 12.6) (P < 0.09). Ambos grupos no diferían en las condiciones grandes y pequeñas.

De forma similar, para el guión “Juego”, no había efecto del grupo, pero sí un efecto significativo de la condición (F (2, 19) = 156.5; P < 0.0001) y de la interacción Grupo x Condición (F (2, 38) = 17.3; P < 0.0001; Fig. 1b). El número de prensas era significativamente mayor bajo las condiciones orientadas pequeñas en comparación a las condiciones espontáneas (P < 0.0001 y las grandes (P < 0.0001) en ambos grupos. El efecto de interacción se debe a que los pacientes LF hacían un gran número de prensas bajo las condiciones espontáneas (P < 0.0004) y menos bajo las grandes (P < 0.05) en comparación a los CNs. Ambos grupos no diferían en las condiciones pequeñas.

En las condiciones espontáneas, contamos el número de de eventos pequeños y grandes detectados por cada grupo para ambos escenarios. Un t-test desemparejado reveló que los pacientes LF detectaron espontáneamente un mayor número de eventos pequeños (media = 19.5±10.5; t = 2.5; P = 0.02), mientras que identificaron muy pocos grandes (media = 3.5±1.3) que los CNs (pequeños: media = 10±6.6; grandes: media = 6.2±0.9) para el guión de oficina.

De forma similar, para el guión “Juego”, los pacientes LF detectaron un mayor número de eventos pequeños (media ==22.5 ± 9.1; t = 4; P = 0.0007) comparados a los CNs (media= 9.5 ± 5.4), quienes detectaban preferentemente  eventos más grandes (5.6 ± 1.2; t = −3.8; P = 0.001) en comparación a los pacientes LF (media = 3.6 ± 1.1).

Porcentaje de límites correctos

Observamos efectos significativos de grupo (F (1, 19) = 13.6; P = 0.001) y condición (F (1, 19) = 11.5; P < 0.003), tanto como una interacción significativa Grupo x Condición (F (1, 19) = 8.86; P = 0.007) en el porcentaje de límites correctos detectados para el guión “Oficina” (Fig. 2a). El efecto de la condición se debía esencialmente al gran número de límites detectados en las condiciones pequeñas en comparación con las condiciones grandes. El efecto de interacción se debe a que los pacientes LF identificaban significativamente menos los límites que los CNs en las condiciones grandes (P < 0.0001), mientras que en las condiciones pequeñas, no diferían. (Tabla 2).

Para el guión “Juego”, se hallaron efectos altamente significativos de grupo (F (1, 19) = 33.9; P < 0.0001) y condición (F (1, 19) = 19.3; P < 0.0003), y se encontró una interacción significativa Grupo x Control F (1, 19) = 11.4; P < 0.003) en el porcentaje de límites detectados (Fig. 2a).

Los CNs detectaron más límites correctos que los pacientes LF mientras que el efecto de la condición se debió al mayor porcentaje de límites correctos identificados para la condición grande. Un análisis post hoc del efecto de interacción reveló que los pacientes LF identifican significativamente menos límites que los CNs en las condiciones grandes mientras que lo hacían igual en las condiciones pequeñas. (Tabla 2)

Frecuencia de la detección de los límites de acción

Cuantificamos con la correlación de Pearson la fuerza de la relación entre la distribución de frecuencia de los eventos detectados por los pacientes LF  y CNS y la distribución obtenida para los guiones prototípicos. Todos los eventos considerados para el guión “Oficina” (34 para la condición pequeña y 7 para la grande), la distribución de la frecuencia de distribución fue sorprendentemente similar entre los grupos LF y CN para las condiciones pequeñas (r = 0.60; z = 3.82; P = 0.001). De manera inversa, para la condición grande la fuerza de la correlación entre ambos grupos era significativamente más débil (r = 0.085; z = −0.17; P > 0.05), mientras era significativa entre los CNs y el grupo de control saludable compuesto por los 5 jueces (r = 0.86; z = 2.6; P < 0.009).

En las condiciones pequeñas el consenso era sorprendentemente alto en el grupo de CNs (el 80%) y la mayoría de los sujetos detectó 17 de 34 eventos, y el 60% de ellos identificaron 28 acciones de 34. En las mismas condiciones, el 60% de los pacientes LF detectaron correctamente 19 acciones pequeñas. En contraste, en las condiciones grandes, la mayoría de las acciones (6 de 7) se detectaron por el 70% de los CNs mientras que sólo se identificaron 3 por el 70% de los pacientes LF.

Para el guión “Juego”, en las condiciones pequeñas, todos los eventos considerados eran 62 para las condiciones pequeñas y 22 para las grandes); la fuerza de la correlación entre la frecuencia de distribución de las acciones detectadas por los CNs y los pacientes LF era sorprendentemente fuerte (r = 0.54; z = 4.65; P < 0.0001), mientras que era sorprendentemente más débil en la condición grande (r = 0.313; z = 1.33; P > 0.05). Cuando su representación se comparó con los 5 jueces independientes, se encontró una correlación significativamente grande sólo con el grupo experimental CNs (r = 0.84; z = 5.3; P < 0.0001).

En las condiciones pequeñas, el consenso era más alto: se detectaron 55 de 62 eventos pequeños por más del 80% de los NCs y un 66% de los pacientes LF. En cambio,  en la condición grande, se detectaron 16 de 22  límites de acción por más del 90% de los CNs y del 20% de los pacientes LF.

Demora de los límites prototípicos

Para el guión “Oficina” observamos un efecto significativo de grupo (F (1, 19) = 6.2; P = 0.02) y condición  (F (1, 19) = 33.4; P < 0.0001), tanto como una interacción significativa Grupo x Condición (F (1, 19) = 8.5; P = 0.008; Fig. 3a). El principal efecto de grupo mostró que la pulsación del botón de los pacientes LF (tiempo de reacción) en comparación a los CNs estaba demorada y no  caía dentro del tiempo de transición de la acción ventana como se define en el guión prototípico-

El principal efecto de la condición se debe al mayor incremento de la demora en la condición grande comparado con la condición pequeña. El efecto de interacción reveló que la respuesta de reacción de tiempo de los pacientes LF estaba significativamente demorada comparada a los CNs en la condición grande (LF: media = 4.6 ± 3.1; CN: media = 1.97 ± 1.1; P = 0.01) mientras los dos grupos no diferían en la condición pequeña (LF: media = 0.67 ± 0.5; CN: media = 0.68 ± 0.3). Para el guión “Juego”, los principales efectos significativos de grupo (F (1, 19) = 6.2; P = 0.02) y condición (F (1, 19) = 15.7; P = 0.0008) se observaron tanto como una interacción Grupo x Condición (F (1, 19) = 7; P = 0.01; Fig. 3b). De Nuevo la respuesta de reacción de tiempo en la condición grande era significativamente más lenta para los pacientes LF comparados a los CNs. Un análisis post hoc reveló que la demora de los pacientes LF era significativamente mayor en la condición grande (LF: media = 1.2 ± 0.6; CN: media = 0.6 ± 0.9; P = 0.01), mientras que ambos grupos lo hicieron similarmente en la condición pequeña (LF: media = 0.43 ± 0.1; CN: media = 0.46 ± 0.1).

Número de ítems recordados en el test de recuerdo libre

El t-test desemparejado reveló que ambos grupos no diferían en el número de ítems recordados para los escenarios “Oficina” (LF: media = 7 ± 0.8; CN: mean = 7.5 ± 0.9) y “Juego” (LF: media = 16±2.2; CN: media = 17.7±1.8). Sin embargo, observamos una diferencia cualitativa entre ambos grupos en la manera en que los eventos fueron recordados. Los pacientes tendían a reconstruir la historia como una serie de eventos sin relatar y fragmentados, a  menudo recordados en un orden temporal inadecuado; mientras que los CNs tendían a  recordar los enlaces temporales y causales entre los eventos. Por ejemplo, esta es la manera en la que el paciente LP recordó algunos ejemplos del guión “Juego”: “Un hombre y una chica entraron en la habitación, ella habló con alguien por teléfono. Ella le ofreció bebida y galletas. El hombre lanzó el dado en la mesa. Él le dio el dado a la chica. Ella lanzó el dado. El hombre hizo lo mismo. En un punto, ella le dijo adiós y se fue”.

Número de respuestas correctas en el test de reconocimiento

No se encontraron diferencias significativas entre los grupos en el número de respuestas correctas dadas en el cuestionario de los 10 ítems para los escenarios “Oficina” (LF: media = 9 ± 1.2; CN: media = 9.8±0.3) y “Juego” (LF: media = 6.8±0.6; CN: media = 7.5 ± 0.9).

Discusión

En este estudio, investigamos la habilidad de un grupo de pacientes con daño en el lóbulo frontal para identificar eventos completos de orden mayor mientras que veían a los acores representar una secuencia continua de acciones. Predijimos que esos pacientes podrían tener dificultades en analizar acciones de un nivel de orden superior más que de un nivel inferior de la organización de la estructura de la acción, basado en la hipótesis de que el córtex prefrontal está relacionado con la fragmentación dirigida al objetivo.

Los presentes resultados muestran que cuando los observadores requieren detectar transiciones entre una acción y otra, tanto los controles como los pacientes identifican significativamente más unidades bajo el evento pequeño frente al grande.  Este descubrimiento confirma la evidencia previa indicando que, durante la percepción de la acción, las instrucciones pueden afectar a cómo la información es codificada en episodios y orientada por la atención de los sujetos hacia diferentes niveles de la estructura categorial de la acción (Hanson y Hirst, 1989; Newtson, 1973; Zacks, Tversky, e Iyer, 2001). El observador organiza la información de los eventos de una manera jerárquica tal y como lo percibe, y esto podría reflejar como se representa el conocimiento de la acción en la memoria.

Cuando consideramos el número de límites correctos identificados, los pacientes con lesiones en el lóbulo frontal detectaron menos unidades de acción que los controles normales bajo la condición grande, mientras que no se encontraron diferencias entre ambos grupos en las condiciones pequeñas. El análisis de la detección de los límites de la acción (representado por los datos obtenidos por un grupo control independiente) permitió determinar cómo se percibió la transición de la acción por el grupo control experimental normal y por pacientes con lesiones en el lóbulo frontal. Los resultados muestran que los pacientes tenían dificultad en identificar transiciones entre los eventos. Es más, el análisis de correlación demostró que la distribución de la frecuencia de la acción para el grupo del lóbulo frontal se correlacionaba con los controles normales sólo en la condición pequeña.

Bajo la condición de instrucciones grandes, los pacientes identificaron los límites entre las acciones siempre tarde comparados con el grupo control. Las respuestas de los pacientes a menudo caen lejos de las transiciones prototípicas durante la acción no plegable. Sobre todo, estos descubrimientos confirman las dificultades de los pacientes en identificar correctamente las unidades grandes de eventos, a pesar de una habilidad para percibir las acciones elementales pequeñas.

Esta interrupción no puede ser atribuida a los déficits de memoria o atención porque cuando se pide recordar una escena o responder al cuestionario de 10 ítems, los pacientes con lesiones en el área prefrontal no tenían dificultades en recordar o recuperar la información sobre las acciones observadas individuales. Es digno de mención, a pesar de la ausencia de diferencias entre ambos grupos en el número de ítems correctos recordados, que mientras los controles normales recordaban la secuencia de acciones un orden cronológico correcto y de una manera estructurada, los pacientes generalmente recordaban los episodios de una manera fragmentada, como eventos separados no relatados sin orden temporal. En estudios previos, mostramos la secuencia de errores en pacientes con lesiones en el córtex prefrontal  (Sirigu y cols., 1995, 1996; Zalla y cols., 2001). El presente resultado sugiere que la manera en la que los sujetos representan eventos completos puede ser un factor crítico para su recuerdo. Tomados juntos, estos descubrimientos muestran que los pacientes con lesiones en el lóbulo frontal exhiben una percepción fragmentada de las secuencias de acción y sugiere que el daño prefrontal deteriora la habilidad para percibir eventos de acción de orden mayor. Consistentemente,  cuando se pide analizar la secuencia de acciones sin ninguna instrucción específica, los pacientes espontáneamente orientaron su atención hacia el nivel más bajo de la estructura del evento.

Segmentar es considerado como uno de los mecanismos fundamentales por los que la cognición humana colecciona, organiza y almacena la gran variedad de información extraída del entorno. En una secuencia de acción coherente bien estructurada las causas y los eventos e organizan en componentes interrelacionados temporalmente y de un conjunto de conexiones causales. Por otra parte, las acciones del componente tienen una estructura jerárquica, que es causalmente relatada con acciones incrustadas en acciones de orden superior o sub-objetivos (Schank y Abelson, 1977). Se han postulado dos tipos de procesos de segmentación: una segmentación perceptual, un proceso más automático de acción durante la percepción, y una segmentación orientada al objetivo, operando bajo el control deliberado de los sujetos (Gobet y cols., 2001). Esos dos procesos actúan según distintos procedimientos que difieren en cómo y cuándo la segmentación se asume que ocurra.  La segmentación perceptual  opera directamente mientras se observan intrínsecamente los rasgos físicos en los que se estructura la acción. En la segmentación orientada al objetivo, los objetivos y las unidades significativas se construyen usando mecanismos inferenciales sensibles al conocimiento sobre el comportamiento humano y el contexto situacional. Durante la percepción de acciones dinámicas, ambos mecanismos están probablemente involucrados, esto es proceso de conducción perceptual arriba-abajo que puede operar conjuntamente con un proceso de conducción conceptual que usa información sobre objetivos, planes e intenciones. En efecto, el factor crítico para la agrupación de conjuntos de acciones subordinadas como unidades “trozo” depende del intento continuo común de conseguir el objetivo propuesto. Son necesarias series de objetivos como pasos necesarios en la ejecución del comportamiento dirigido al objetivo, y están enlazadas una con otra con respecto al objetivo general. Por tanto, un sobre-aprendizaje, una gran cantidad de práctica o un esquema de acción familiar actúan en la memoria como una sola unidad representacional.

Los pacientes con daños en el lóbulo frontal saben que se encuentran con dificultades en planear y ejecutar comportamientos complejos (Duncan, 1986; Goldstein y cols., 1993; Grafman y cols., 1993; Shallice, 1982; Sirigu y cols., 1995; Zalla y cols., 2001). El presente estudio muestra que la representación de pacientes con daño en el lóbulo frontal es remarcadamente pobre en discriminar las unidades discretas de acción desde secuencias continuas de eventos. Estos resultados apoyan la opinión de que las intervenciones del córtex prefrontal sirven a las operaciones cognitivas en un estado temprano en la organización perceptual de la estructura del conocimiento de la acción, esto es bueno en el progreso del estado de la ejecución de la acción. La segmentación dirigida al objetivo podría ser uno de los procesos básicos que sirven para planear actividades en humanos. Siempre que un daño en el córtex prefrontal dificulte este mecanismo arriba-abajo, las secuencias de eventos complejos no se codifican  de forma más larga y se representan como unidades segmentadas, largas y cohesionadas. En consecuencia, el nivel sensorio-motor de la representación de la acción podría prevalecer como causa y conexión jerárquica entre los componentes de acción que se empiezan a perder. La cantidad de incremento de información rápidamente sobrecargada en la capacidad de la memoria de trabajo de los pacientes destaca unos impedimentos severos en la ejecución completa y exigente de tareas. Representar acciones como unidades segmentadas facilita el recuerdo de la acción tanto como el mantenimiento de un esquema de acción en curso, reduciendo las demandas de la memoria de trabajo durante la planificación y monitorización del comportamiento de uno mismo. Así, sostenemos que la segmentación es uno de los mecanismos básicos realizados por las áreas prefrontales. Una discapacidad a este nivel podría explicar una organización conceptual defectuosa del conocimiento de la acción, lo que, desde nuestro punto de vista, lo convierte en un buen predictor de las dificultades diarias severas en ejecutar y monitorizar las propias acciones, o en entender los comportamientos intencionales (dirigidos a un objetivo) de otros.

En conclusión, como muestra el presente estudio, aunque los pacientes con lesiones prefrontales son capaces de detectar los límites entre las acciones a un nivel muy fino, el discernimiento significativo de las unidades de acción en niveles de orden superior se vuelve una tarea más difícil. La representación jerárquica de los eventos completos está deteriorada después del daño en el lóbulo frontal; así se confirma la notición de un déficit subyacente en estabilizar los enlaces temporales entre pequeños eventos y combinarlos en unidades de representación mayores. Estos descubrimientos son consistentes con el punto de vista de que el córtex prefrontal está primariamente relacionado en representar “contingencias a través del tiempo” entre eventos por la virtud de su objetivo común.

Agradecimientos

Queremos agradecer a Virginie Monmart su ayuda en evaluar a los pacientes y por el análisis preliminar. Los resultados preliminares de este estudio se presentaron en parte como encuentros científicos (Zalla, Pradat-Diehl, Monmart, y Sirigu, 2000). A.S. es apoyado por CNRS.

Apéndice A. Lista de 10 preguntas sobre el texto “Oficina”

1. ¿Estaba el hombre escribiendo?

2. ¿Estaba el hombre echando un vistazo a dos libros?

3. ¿Estaba el hombre fumando un puro?

4. ¿Entró una chica a la oficina?

5. ¿Estaba el hombre leyendo un periódico?

6. ¿Estaba el hombre fumando un cigarrillo?

7. ¿El hombre entró y abandonó la oficina?

8. ¿El hombre apagó un cigarrillo?

9. ¿El hombre se lavó las manos?

10. ¿La primea escena representaba a un hombre sentado es su escritorio y escribiendo?

Apéndice B. Lista de 10 preguntas sobre el texto “Juego”

1. ¿Estaban los dos personajes jugando a las cartas?

2. ¿El hombre respondió al teléfono?

3. ¿El hombre estableció el juego?

4. ¿La chica entró a la oficina?

5. ¿Había una tercera persona?

6. ¿Estaban los dos bebiendo?

7. ¿La chica dejó la habitación primero?

8. ¿El hombre apagó un cigarillo?

9. ¿Se besaron antes de irse?

10. ¿Comieron alguna galletita salada?

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