Lobes lidského mozku (Čelní Lobe je zobrazen červeně)
Čelní lalok je oblast v mozku savců. Nachází se v přední části každé mozkové hemisféry a je umístěn před (před) parietálními laloky a nad a před temporálními laloky. Od parietálního laloku je oddělen primární motorickou kůrou, která řídí dobrovolné pohyby specifických částí těla spojených s precentálním gyrem.
Čelní lalok dosahuje plné zralosti kolem 25 let, což značí kognitivní zralost spojenou s dospělostí. Arthur Toga, UCLA, zjistil zvýšenou hladinu myelinu v bílé hmotě čelního laloku mladých dospělých ve srovnání s dospívajícími. Typický nástup schizofrenie v raném dospělém věku koreluje se špatně myelinizovanými, a tedy neefektivními spojeními mezi buňkami v předním mozku.
Čelní lalok obsahuje většinu neuronů citlivých na dopamin v mozkové kůře. Dopaminový systém je spojován s odměnou, pozorností, dlouhodobou pamětí, plánováním a pohonem. Dopamin má tendenci omezovat a vybírat smyslové informace přicházející z thalamu do předního mozku. Zpráva Národního ústavu duševního zdraví říká, že genová varianta, která snižuje aktivitu dopaminu v prefrontální kůře, souvisí s horším výkonem a neefektivním fungováním této oblasti mozku během pracovních paměťových úkonů a s mírně zvýšeným rizikem schizofrenie.
Grayův obr. 729 – Orbitální povrch levého čelního laloku.
Animace. Čelní lalok (červený) levé mozkové hemisféry.
Na bočním povrchu lidského mozku odděluje centrální sulcus čelní lalok od temenního laloku. Boční sulcus odděluje čelní lalok od spánkového laloku.
Čelní lalok lze rozdělit na boční, polární, orbitální (nad oběžnou dráhou; také nazývanou bazální nebo ventrální) a mediální část. Každá z těchto částí se skládá z konkrétní gyri:
Gyri jsou odděleny sulci. Např. předloketní gyrus je před středovým sulcusem a za předloketním sulcusem. Horní a střední čelní gyri jsou rozděleny horním čelním sulcusem. Střední a dolní čelní gyri jsou rozděleny dolním čelním sulcusem.
U lidí dosahuje frontální lalok plné zralosti až po dvacátých letech, což značí kognitivní zralost spojenou s dospělostí. Malé množství atrofie je však u stárnoucího frontálního laloku normální. Fjell v roce 2009 studoval atrofii mozku u lidí ve věku 60-91 let. 142 zdravých účastníků bylo skenováno pomocí MRI (magnetické rezonance). Jejich výsledky byly porovnány s výsledky 122 účastníků s Alzheimerovou chorobou. Účastníci se vrátili o rok později a výzkumníci konstatovali, že ačkoliv objemový pokles byl jasně patrný ve velkém množství u účastníků AD, byl patrný i v malém množství u zdravých jedinců. Pokles objemu frontálního laloku přibližně o 0,5% za tento rok se zdál být průměrný. Tato zjištění potvrzují zjištění Coffeyho, který v roce 1992 uvedl, že objem frontálního laloku klesá přibližně o 0,55%-1% za rok.
Doktor Arthur Toga, profesor neurologie na UCLA, zjistil u mladých dospělých zvýšené množství myelinu v bílé hmotě čelního laloku ve srovnání s dospívajícími. Typický nástup schizofrenie v raném dospělém věku koreluje se špatně myelinizovanými, a tudíž neefektivními spojeními mezi buňkami v předním mozku.
V lidském mozku tvoří prekurentální gyrus a příbuzná kortikální tkáň, která se skládá do centrálního sulcusu, primární motorickou kůru, která řídí dobrovolné pohyby specifických částí těla spojených s oblastmi gyru.
Čelní laloky pomáhají při plánování, koordinaci, ovládání a provádění chování. Lidé, kteří mají poškozené čelní laloky, mohou mít problémy s těmito aspekty kognitivních funkcí, jsou občas impulzivní, mají narušenou schopnost plánovat a provádět složité sekvence akcí, možná setrvávají u jednoho postupu nebo vzorce chování, kdy by byla vhodná změna (vytrvalost).
Výkonné funkce čelních laloků zahrnují schopnost rozpoznat budoucí důsledky vyplývající ze současných činů, vybrat si mezi dobrými a špatnými činy (nebo lepšími a nejlepšími), potlačit a potlačit nepřijatelné společenské reakce a určit podobnosti a rozdíly mezi věcmi nebo událostmi.Proto se podílí na vyšších mentálních funkcích.
Frontální laloky také hrají důležitou roli v uchování dlouhodobějších vzpomínek, které nejsou založeny na úkolech. Vzpomínky spojené s emocemi vstupu z limbického systému mozku jsou upraveny vyššími centry čelního laloku tak, aby obecně odpovídaly společensky přijatelným normám (viz výkonné funkce výše)[nutná citace]. Frontální laloky mají bohaté neuronální vstupy jak z pohotovostních center v mozkovém kmeni, tak z limbických oblastí.
Zpráva Národního ústavu duševního zdraví uvádí, že genová varianta, která snižuje aktivitu dopaminu v prefrontální mozkové kůře, souvisí s horším výkonem a neefektivním fungováním této oblasti mozku během pracovních paměťových úkolů a s mírně zvýšeným rizikem schizofrenie.
Neurony citlivé na dopamin v mozkové kůře se nacházejí především ve frontálních lalokech. Dopaminový systém je spojován s potěšením, dlouhodobou pamětí, plánováním a řízením. Dopamin má tendenci omezovat a vybírat smyslové informace přicházející z thalamu do předního mozku. Špatná regulace dopaminových drah je spojována se schizofrenií.
Na počátku 20. století léčba duševních chorob, kterou poprvé vyvinul portugalský neurolog Egas Moniz, zahrnovala poškození cest spojujících čelní lalok s limbickým systémem. Frontální lobotomie (někdy nazývaná frontální leukotomie) úspěšně zmírnila tíseň, ale za cenu mnohdy otupení emocí, vůle a osobnosti subjektu. Nevybíravé používání tohoto psychochirurgického postupu v kombinaci se závažnými vedlejšími účinky a nebezpečnou povahou operace mu získalo špatnou pověst a frontální lobotomie z velké části vymřela jako psychiatrická léčba.
Přesnější psychochirurgické postupy jsou stále příležitostně používány, i když jsou nyní velmi vzácné. Mohou zahrnovat postupy, jako je přední kapsulotomie (bilaterální tepelné léze předních končetin vnitřní kapsle) nebo bilaterální cingulotomie (bilaterální tepelné léze předního cingulu gyri) a mohou být použity k léčbě jinak neléčitelných obsesivních poruch nebo klinické deprese.
Bylo zjištěno, že čelní laloky hrají roli v kontrole impulsů, úsudku, řeči, paměti, motorických funkcích, řešení problémů, sexuálním chování, socializaci a spontánnosti.
Kognitivní zralost spojená s dospělostí se vyznačuje souvisejícím dozráváním mozkových vláken ve frontálních lalokech mezi pozdním dospíváním a raným dospělým věkem. Výzkum doktora Arthura Togy z UCLA zjistil u mladých dospělých zvýšený výskyt myelinu v šedé hmotě frontálního laloku ve srovnání s dospívajícími, zatímco šedá hmota v parietálním a temporálním laloku dozrála o dospívání více. Typický nástup schizofrenie v raném dospělém věku koreluje se špatně myelinizovanými, a tedy neefektivními spojeními mezi buňkami v předním mozku.
Psychologické testy, které měří funkci čelního laloku, zahrnují ťukání prstem, třídění karet ve Wisconsinu a měření verbální a figurální plynulosti.
Stuss (1999) navrhuje rozdělení do dvou kategorií podle homogenity a heterogenity funkce.
Lze zdůraznit, že výše popsané teorie se liší ve svém zaměření na určité procesy/systémy nebo konstrukt-lety. Stuss (1999) poznamenává, že otázka homogenity (jediný konstrukt) nebo heterogenity (více procesů/systémů) funkce „může představovat problém sémantiky a/nebo neúplné funkční analýzy spíše než neřešitelnou dichotomii“ (s. 348). Další výzkum však ukáže, zda bude k dispozici jednotná teorie funkce frontálního laloku, která plně zohledňuje rozmanitost funkcí.
Studie poškození čelního laloku
Poruchy čelního laloku
Mnoho vědců se po mnoho let domnívalo, že čelní lalok je u lidí ve srovnání s ostatními primáty neúměrně zvětšený. Domnívali se, že to je důležitý rys lidské evoluce a že je to hlavní důvod, proč se lidské poznávání liší od poznávání ostatních primátů. Tento názor však byl zpochybněn novějším výzkumem. S použitím magnetické rezonance k určení objemu čelní kůry u lidí, všech existujících druhů opic a několika druhů opic, Semendeferi a kol. zjistili, že čelní kůra u lidí není relativně větší než u ostatních velkých opic, ale je relativně větší než čelní kůra u menších opic a opic.
frontální lalok: předklokální gyrus (primární motorická kůra, 4), předklokální sulcus, nadřazený frontální gyrus (6, 8), střední frontální gyrus (46), nižší frontální gyrus (Brocova plocha, 44 pars opercularis, 45 pars triangularis), prefrontální kůra (orbitofrontální kůra, 9, 10, 11, 12, 47)
parietální lalok: postcentrální sulcus, postcentrální gyrus (1, 2, 3, 43), superior parietální lobule (5), inferior parietální lobule (39-angulární gyrus, 40), precuneus (7), intraparietální sulcus
týlní lalok: primární zraková kůra (17), klínový, lingvální gyrus, 18, 19 (18 a 19 rozpětí celý lalok)
temporální lalok: příčný temporální gyrus (41-42-primární sluchová kůra), nadřazený temporální gyrus (38, 22-Wernickeho oblast), střední temporální gyrus (21), nižší temporální gyrus (20), fusiformní gyrus (36, 37)
limbický lalok/fornicate gyrus: cingulate cortex/cingulate gyrus, anterior cingulate (24, 32, 33), posterior cingulate (23, 31), isthmus (26, 29, 30), parahippocampal gyrus (piriform cortex, 25, 27, 35), entorhinal cortex (28, 34)
subkortikální/insulární kůra: rhinencephalon, čichový bulb, corpus callosum, laterální komory, septum pellucidum, ependyma, vnitřní kapsle, corona radiata, vnější kapsle
tvorba hippocampu: dentate gyrus, hippocampus, subiculum
bazální ganglie: striatum (caudatní jádro, putamen), lentiformní jádro (putamen, globus pallidus), klaustrum, extrémní kapsle, amygdala, nucleus accumbens
Některé kategorizace jsou aproximace a některé Brodmannovy oblasti překlenují gyri.