Executive functions, emotion and personalityactivity of the prefrontal cortex through functional near-infrared spectroscopy (fnirs)

Resumen

L’escorça prefrontal és una estructura cerebral associada al control executiu de procesos cognitius i emocionals. En aquest treball es pretén analitzar l’activitat prefrontal davant diferents nivells de demanda executiva, diferents contextos emocionals i, per últim, estudiar com les variables de personalitat es relcionen amb el processament d’estímuls afectius. L’espectroscopia funcional d’infrarroig proper (fNIRS) permet analitzat la resposta de l’escorça prefrontal en diferents situacions experimentals. Aquesta tesi presenta tres estudis de fNIRS que avaluen l’activitat prefrontal davant paradigmes executius i emocionals. Els resultats mostren com l’escorça prefrontal s’activa de forma diferencial en funció de la càrrega cognitiva en una tasca de memòria de treball. Els diferents contextos emocionals també semblen evocar una resposta prefrontal diferenciada en función de la valencià. A més, el Neuroticisme es mostra com un tret de personalitat modulador de la resposta prefrontal davant diferents estímuls emocionals. L’augment de l’activitat de l’escorça prefrontal estaria indicant un major control per part de les estructures superiors, modulant l’acitivtat d’estructures subcorticals. Les diferències mostrades per les persones amb altes puntuacions en Neuroticisme podrien relacionar-se amb un processament desadaptatiu dels estímuls emocionals i, per tant, relacionar-se amb la seva vulnerabilitat als trastorns afectius i d’ansietat. La corteza prefrontal es una estructura cerebral asociada al control ejecutivo de procesos cognitivos y emocionales. En este trabajo se pretende analizar la actividad prefrontal ante diferentes niveles de demanda ejecutiva, distintos contextos emocionales y, por último, estudiar cómo las variables de personalidad se relacionan con el procesamiento de estímulos afectivos. La espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) permite analizar la respuesta de la corteza prefrontal en diferentes situaciones experimentales. Esta tesis presenta tres estudios de fNIRS que evalúan la actividad prefrontal ante paradigmas ejecutivos y emocionales. Los resultados muestran cómo la corteza prefrontal se activa de forma diferencial en función de la carga cognitiva en una tarea de memoria de trabajo. Los distintos contextos emocionales también parecen evocar una respuesta prefrontal diferenciada en función de la valencia. Además, el Neuroticismo se muestra como un rasgo de personalidad modulador de la respuesta prefrontal ante diferentes estímulos emocionales. El aumento de actividad de la corteza prefrontal estaría indicando un mayor control por parte de las estructuras superiores, modulando la actividad de estructuras subcorticales. Las diferencias mostradas por las personas con altas puntuaciones en Neuroticismo podrían relacionarse con un procesamiento desadaptativo de los estímulos emocionales y, por lo tanto, relacionarse con su vulnerabilidad a los trastornos afectivos y de ansiedad.   The prefrontal cortex is a brain structure associated with the executive control of cognitive and emotional processes. This work aims to analyze prefrontal activity under the exposure to different levels of executive demand, different emotional contexts and, lastly, to study how personality variables relate with affective stimuli processing. Functional near infrared spectroscopy (fNIRS) allows analyzing the activations of the prefrontal cortex in different experimental conditions. This thesis presents three fNIRS studies that assess prefrontal activity during executive and emotional paradigms. The results show how the prefrontal cortex activates differentially depending on the cognitive load in a working memory task. Different emotional contexts also seem to evoke a differentiated prefrontal response based on valence. In addition, Neuroticism seems to modulate the prefrontal response to the emotional stimuli. The increase of the prefrontal cortex activity could indicate greater control by the higher structures, modulating the activity of subcortical structures. The differences that appeared in people with high scores in Neuroticism could be related to a maladaptive processing of emotional stimuli and, therefore, to their increased vulnerability to affective and anxious disorders.