Les funcions executives (denominades col·lectivament funció executiva i control cognitiu) són un conjunt de processos cognitius necessaris per al control cognitiu de la conducta: seleccionar i controlar amb èxit les conductes que facilitin l'assoliment d'objectius escollits. Les funcions executives inclouen processos cognitius bàsics com el control atencional, la inhibició cognitiva, el control inhibitori, la memòria de treball i la flexibilitat cognitiva. Les funcions executives d'ordre superior requereixen l'ús simultani de múltiples funcions executives bàsiques i inclouen la planificació i la intel·ligència fluida (per exemple, raonament i resolució de problemes).
Les funcions executives es desenvolupen gradualment i canvien al llarg de la vida d'un individu, fet que permet millorar-les. De la mateixa manera, aquests processos cognitius poden veure's afectats negativament per diversos esdeveniments que afecten un individu. Tant les proves neuropsicològiques (per exemple, el test d'Stroop) com les escales de qualificació (per exemple, el Behavior Rating Inventory of Executive Function) s'utilitzen per mesurar les funcions executives. Generalment es realitzen com a part d'una avaluació més completa per diagnosticar trastorns neurològics i psiquiàtrics.
El control cognitiu i el control d'estímuls, que s'associa a un condicionament operant i clàssic, representen processos oposats (interns i externs o ambientals, respectivament) que competeixen pel control de les conductes suscitades per un individu; en particular, el control inhibitori és necessari per superar les respostes conductuals impulsades per l'estímul (control d'estímul de la conducta).Figure 4: Executive functions and related terms L'escorça prefrontal és necessària però insuficient per a les funcions executives; per exemple, el nucli caudat i el nucli subthalàmic també tenen un paper en la mediació del control inhibitori.
El control cognitiu es veu deteriorat en addiccions, trastorn per dèficit d'atenció amb hiperactivitat, autisme, i diversos trastorns del sistema nerviós central. Les respostes conductuals impulsades pels estímuls que s'associen a un estímul gratificant particular solen dominar la conducta en una addicció.
Neuroanatomia Històricament s'ha pensat que les funcions executives estaven regulades per les regions prefrontals dels lòbuls frontals,Stuss, D.T., & Alexander, M.P. (2000). Executive functions and the frontal lobes: A conceptual view. Psychological Research, 63, 289-298.Burgess, P. & Stuss, D.T. (2017). Fifty years of prefrontal cortex research: Impact on assessment. Journal of the International Neuropsychological Society, 23, 755-767. però encara és una qüestió de debat en curs si realment és així. Tot i que els articles sobre lesions del lòbul prefrontal refereixen habitualment alteracions de les funcions executives i viceversa, una revisió va trobar indicis per a la sensibilitat, però no per a l'especificitat de les mesures de funció executiva al funcionament del lòbul frontal. Això significa que regions del còrtex frontal i no frontal són necessàries per a mantenir les funcions executives intactes. Probablement els lòbuls frontals participen en totes les funcions executives, però no són l'única estructura cerebral implicada.
Els estudis de neuroimatge i de lesions han identificat les funcions que s'associen més sovint a regions concretes de l'escorça prefrontal i les àrees associades.
L'escorça prefrontal dorsolateral està relacionada amb el processament d'informació “en línia”, com ara la integració de diferents dimensions de la cognició i la conducta. Com a tal, s'ha trobat que aquesta àrea s'associa a la fluïdesa verbal i visual, la flexibilitat cognitiva, la planificació, la inhibició de la resposta, la memòria de treball, les habilitats organitzatives, el raonament, la resolució de problemes i el pensament abstracte.
miniatura|200x200px| Vista lateral del cervell, il·lustrant el còrtex prefrontal dorsolateral i orbitofrontal
El còrtex cingulat anterior està implicat en impulsos emocionals, experiència i integració. Les funcions cognitives associades inclouen la inhibició de respostes inapropiades, la presa de decisions i conductes motivades. Les lesions en aquesta àrea poden conduir a estats apagats com apatia, abúlia o mutisme acinètic, poques ganes per dur a terme necessitats bàsiques com menjar o beure, i també desinterès per activitats socials o professionals i pel sexe. L'escorça orbitofrontal té un paper fonamental en el control d'impulsos, el manteniment del conjunt, la vigilància de la conducta en curs i els comportaments socialment adequats. L'escorça orbitofrontal també té un paper en representar el valor de les recompenses basades en estímuls sensorials i en l'avaluació d'experiències emocionals subjectives. Les lesions poden provocar desinhibició, impulsivitat, esclats agressius, promiscuïtat sexual i conductes antisocials.
A més, en la seva revisió, Alvarez i Emory afirmen que: "Els lòbuls frontals tenen múltiples connexions a zones corticals, subcorticals i del tronc encefàlic. La base de funcions cognitives de “nivell superior” com ara la inhibició, la flexibilitat del pensament, la resolució de problemes, la planificació, el control d'impulsos, la formació de conceptes, el pensament abstracte i la creativitat sovint es deriven de formes de cognició i conducta molt més senzilles i de nivell inferior. Per tant, el concepte de funció executiva ha de ser prou ampli per incloure estructures anatòmiques que representin una part diversa i difusa del sistema nerviós central."
El cerebel també sembla estar implicat en la mediació de determinades funcions executives.
Paper hipotètic Es creu que el sistema executiu està involucrat estretament en la gestió de situacions noves fora del domini d'alguns dels nostres processos psicològics "automàtics" que es podrien explicar mitjançant la reproducció d'esquemes apresos o conductes definides. Segons Norman i Shallice hi ha cinc tipus de situacions en les quals l'activació rutinària de la conducta no seria suficient per a un rendiment òptim:
Les que impliquen planificació o presa de decisions Les que impliquen correcció d'errors o resolució de problemes Situacions en què les respostes no són ben assajades o contenen seqüències noves d'accions Situacions perilloses o tècnicament difícils Situacions que requereixen superar una resposta habitual forta o resistir la temptació.
Una resposta prepotent és una resposta per a la qual es disposa d'un reforç immediat (positiu o negatiu) o prèviament associat a aquesta resposta.
Sovint es recórrer a les funcions executives quan cal substituir les respostes prepotents que d'una altra manera es generarien automàticament davant d'estímuls del medi extern. Per exemple, quan se li presenta un estímul potencialment gratificant, com un gustós pastís de xocolata, una persona pot tenir la resposta automàtica de menjar-se'l. Tanmateix, quan aquesta conducta entra en conflicte amb els plans interns (com per exemple, haver decidit no menjar pastís de xocolata degut a una dieta), s'implicarien les funcions executives per inhibir aquesta resposta.
Tot i que la supressió d'aquestes respostes prepotents es considera habitualment adaptativa, els problemes per al desenvolupament individual i cultural sorgeixen quan els sentiments d'allò correcte i incorrecte són anul·lats per les expectatives culturals o quan els impulsos creatius són anul·lats per les inhibicions executives.
Perspectiva històrica Tot i que la investigació sobre les funcions executives i la seva base neuronal han augmentat notablement en els darrers anys, el marc teòric en què se situa no és nou. El desenvolupament de la tecnologia de guerra durant la Segona Guerra Mundial va fer necessària una major comprensió del rendiment humà i trobar la millor manera d'entrenar els soldats per utilitzar les noves tecnologies, i com tractar els assumptes d'atenció mentre es trobava sota coacció es va convertir en una necessitat militar que el conductisme no proporcionava, i el treball del psicòleg britànic Donald Broadbent, integrant conceptes de la investigació del rendiment humà i la teoria de la informació recentment desenvolupada, el que va forjar el camí en aquesta àrea, que va distingir entre processos "automàtics" i "controlats" (distinció detallada més a fons per Shiffrin i Schneider el 1977), i va introduir la noció d'atenció selectiva, a la qual les funcions executives estan estretament lligades. El 1975, el psicòleg nord-americà Michael Posner va emprar el terme "control cognitiu" en el seu capítol de llibre titulat "Atenció i control cognitiu".
El treball d'investigadors influents com Michael Posner, Joaquín M. Fuster, Tim Shallice i els seus col·legues a la dècada de 1980 (i posteriorment Trevor Robbins, Bob Knight, Don Stuss i altres) van constituir gran part de les bases per a recents investigacions sobre funcions executives. Per exemple, Posner va proposar que hi ha una branca "executiva" separada del sistema atencional, que s'encarrega de centrar l'atenció en aspectes seleccionats de l'entorn. El neuropsicòleg britànic Tim Shallice va suggerir de manera similar que l'atenció està regulada per un "sistema de supervisió", que pot substituir les respostes automàtiques en favor de la conducta programada sobre la base de plans o intencions. Al llarg d'aquest període, es va consensuar que aquest sistema de control es troba allotjat a la porció més anterior del cervell, la còrtex prefrontal (CPF).
El psicòleg Alan Baddeley havia proposat un sistema similar com a part del seu model de memòria de treball i va argumentar que hi ha d'haver un component (que va anomenar "executiu central") que permeti manipular la informació a la memòria a curt termini (per exemple, durant el càlcul mental).
Desenvolupament Les funcions executives es troben entre les últimes funcions mentals en arribar a la maduresa. Això es deu a la maduració tardana de l'escorça prefrontal, que no es mielinitza completament fins a la tercera dècada de vida d'una persona. El desenvolupament de funcions executives acostuma a produir-se en brots, quan apareixen noves habilitats, estratègies i formes de consciència. Es creu que aquests brots reflecteixen esdeveniments maduratius a les zones frontals del cervell. El control atencional apareix a la primera infància i es desenvolupa ràpidament al llarg de la infantesa. La flexibilitat cognitiva, la definició d'objectius i el processament de la informació solen desenvolupar-se ràpidament entre els 7 i els 9 anys i madurar fins als 12 anys. El control executiu normalment sorgeix poc després d'un període de transició a l'inici de l'adolescència. Encara no és clar si hi ha una única seqüència d'etapes en què apareixen les funcions executives, o si diferents entorns i experiències de vida primerenques poden portar a les persones a desenvolupar-les en diferents seqüències.
Primera infància El control inhibitori i la memòria de treball actuen com a funcions executives bàsiques que permeten desenvolupar funcions executives més complexes com la resolució de problemes. El control inhibitori i la memòria de treball són una de les primeres funcions executives que apareixen, i se n'han observat signes inicials en nadons de 7 a 12 mesos. Més endavant, en els anys preescolar, els nens mostren un salt en el rendiment en tasques d'inhibició i memòria de treball, normalment dels 3 als 5 anys. També durant aquest període, comencen a desenvolupar-se la flexibilitat cognitiva, la conducta dirigida als objectius i la planificació. No obstant això, els nens en edat preescolar no tenen les funcions executives plenament madures i continuen cometent errors relacionats amb aquestes habilitats emergents - sovint no a causa de l'absència de les habilitats, sinó perquè no saben quan i com utilitzar estratègies concretes en contextos concrets.
Preadolescència