Dans ce chapitre, nous nous dirigeons vers le contrôle central. Nous verrons le rôle que jouent les lobes frontaux dans la coordination des informations provenant d'autres zones du cerveau, fondamentales pour comprendre la morale et la conduite éthique, si nécessaires pour vivre en société.
lobes exécutifs frontaux et centraux
À la suite de l'accident de Phineas Gage en 1848, au cours duquel une barre de fer de 1 m lui est entrée dans la tête alors qu'il travaillait à la construction du chemin de fer, l'importance du lobe frontal dans le comportement humain a été mise en évidence. Dans ce cas, en plus d'avoir survécu à l'accident, il n'a pratiquement pas eu de perte de fonctions motrices ou intellectuelles, sauf qu'il est passé d'une personne très responsable à une personne très impulsive, violente et irresponsable.
Depuis lors, on a vu que le lobe frontal a un rôle important dans le processus exécutif.
En étudiant d'autres patients présentant des altérations similaires du lobe frontal, il a été possible de décrire une image particulière, un processus avec perte de contrôle en soi, mettant en évidence l'incapacité d'établir une séquence d'activités dans la réalisation des objectifs, c'est ce qu'on a appelé "syndrome du lobe frontal”. On sait aujourd'hui que la partie atteinte n'est pas le lobe entier mais la région la plus antérieure, le cortex préfrontal (PFC), située en avant des aires motrices et motrices supplémentaires.
le cortex préfrontal
Le cortex préfrontal occupe une grande taille qui suggère l'importance de ses fonctions, pouvant représenter la partie exécutive du cerveau. mémoire de travail. Le cortex préfrontal reçoit des informations de pratiquement toutes les régions cérébrales perceptives, motrices et sous-corticales et, à son tour, transmet des connexions à toutes ces régions.
Une façon d'évaluer les dommages frontaux consiste à tester le lettres du Wisconsin. Lorsque le cortex préfrontal est altéré, une baisse de l'efficacité de la classification des cartes est observée lorsque l'attribut à classer change.
Un autre test intéressant est le La tour de Hanoi dans lequel ces patients doivent faire beaucoup plus de mouvements qu'une personne en bonne santé. L'étude de patients présentant des altérations du lobe frontal révèle le rôle de la région préfrontale dans les fonctions exécutives, essentiellement dans des processus tels que les phases initiales de la maladie d'Alzheimer (MA) ou dans les dysfonctionnements exécutifs.
Il existe cinq processus exécutifs fondamentaux :
- l'attention de l'exécutif.
- Le changement d'attention.
- inhibition de la réponse.
- Codification temporelle plus organisation et établissement de séquences d'actes.
- La tutelle.
attention exécutive
L'attention exécutive se produit lorsque plusieurs représentations mentales qui sont dans la mémoire de travail, ou plusieurs processus qui opèrent sur les représentations, se disputent le contrôle de la cognition et du comportement.
Nous avons continuellement des exemples dans la vie réelle et l'un des plus représentatifs est le jeu d'échecs. Dans celui-ci, nous devons décider comment nous nous déplaçons, quelle pièce et où, mais en pensant non seulement à ce mouvement mais à plusieurs à l'avance, en pensant aux mouvements que notre adversaire fera.
Pour étudier l'attention exécutive, il existe plusieurs façons de le faire, l'une des plus utilisées sont les tâches de Stroop et, plus récemment, des tâches de compatibilité stimulus-réponse.
Dans ces tests, le fait que l'attention focalisée sur quelque chose doit coexister, tout en inhibant le reste de l'information, ressort. Il semble que l'attention et l'inhibition se produiraient simultanément, le problème étant de savoir si les deux actions utilisent le même réseau et les mêmes structures neuronales.
Dans la vraie vie, nous avons tendance à agir presque automatiquement. Dans la plupart des cas, il n'y a pas de réponse multiple dans laquelle toutes les options ont la même force, c'est pourquoi nous ne devons pas constamment "décider", uniquement dans le cas où les réponses possibles entrent en "conflit", c'est quand cela entre en question L'attention de l'exécutif marche. Les patients atteints de MA sont toujours dans des conditions de réponse automatique, contrairement aux personnes en bonne santé qui activent l'attention exécutive en cas de besoin.
Les études de neuroimagerie dans les tâches de Stroop montrent que des zones spécifiques sont activées, telles que le cingulaire antérieur (processus de supervision des conflits), le cortex préfrontal dorsolatéral de l'hémisphère droit (lié à la mémoire de travail et à l'attention exécutive) et, De cette région, le gyrus fusiforme est activé, dans la partie postérieure du cerveau, où la couleur est traitée. Dans les tâches d'attention exécutive et de réponse motrice, l'activation du cortex préfrontal est dirigée vers les zones de planification motrice, le cortex prémoteur qui se trouve derrière le cortex préfrontal.
Attention exécutive et catégorisation
L'une des fonctions les plus importantes de l'attention exécutive est d'attribuer à chaque objet une catégorie. C'est ce que, théoriquement, nous faisons chaque fois que nous reconnaissons un objet, nous l'identifions en lui attribuant une catégorie. Cependant, Rips (1989) a suggéré qu'il pourrait y avoir quelque chose de plus que la similitude de l'objet à catégoriser et la représentation correspondante de la mémoire à long terme.
Plusieurs expériences ont été menées dans lesquelles les sujets devaient classer (catégoriser) des objets en fonction de leur similarité ou en fonction d'un processus de raisonnement et il a été observé qu'en cas d'altérations du lobe frontal, ils continuaient à bien se classer par similarité mais pas par raison . Ces résultats indiquaient que la similitude était préservée car le mécanisme utilisé couvre différentes zones du cortex, tandis que l'échec de la catégorisation basée sur le raisonnement indiquait que l'attention exécutive, nécessaire dans ce cas, était médiée par le cortex préfrontal (Grossman, 2002).
À la suite de ces études, une tentative a été faite pour redéfinir les concepts de processus automatiques et non automatiques.
Processus automatique
El processus automatique c'est celui qui peut être déclenché sans le vouloir, qui fonctionne très rapidement (0.5 sec pour lire un mot, dans les tests de Stroop) et qui peut fonctionner sans conscience (dans le cas des mots, il ne faut pas faire attention au sens du mots pour les identifier).
Processus non automatique
En revanche, un processus non automatique, également appelé « contrôlé », est un processus qui nécessite de la délibération (dans l'exemple de Stroop, nous devons nommer la couleur dans laquelle le mot est imprimé), est relativement lent, et nécessite de la conscience pour fonctionner (nous devons consciemment faire attention à la couleur dans laquelle le mot est imprimé).
Tâches avec changement d'attention
Chaque jour, nous nous retrouvons dans des situations où nous nous occupons de plusieurs choses en même temps, changeant rapidement le centre d'attention. Une série d'études de Rubenstein (2001) fournit des preuves solides que le changement d'attention est un métaprocessus, un processus qui coordonne d'autres processus, fournissant également un cadre de traitement de l'information pour comprendre le changement de tâche.
Dans le cas du test du Wisconsin, où les lettres sont classées selon des critères et dans des conditions de blocs purs ou alternés, on constate qu'il existe deux niveaux de traitement différents, le traitement des tâches et le traitement exécutif, et que ce dernier peut influencer dans le ancien, d'où l'idée que le traitement exécutif est un métaprocessus. Au niveau traitement de la tâche, elle nécessite la séquence de processus suivante : identifier la valeur du stimulus dans l'attribut crucial (c'est la forme d'un carré que l'on voit sur la carte), sélectionner la réponse appropriée (rechercher dans la pile de cases), puis effectuez le mouvement approprié (placez la carte sur cette pile de cases).
Le niveau de traitement exécutif nécessite différents processus, d'abord pour établir la raison du test (classer selon le formulaire), puis activer les règles nécessaires pour atteindre l'objectif (assister au formulaire), et dans le cas de blocs alternatifs , une troisième étape est nécessaire, pour fixer un nouvel objectif à chaque essai (classer par forme, classer par numéro, etc). Dans les modèles alternants, plus de temps est consommé dans les réponses, du fait de ce changement d'objectifs, le changement des règles, qui implique un changement d'attention, est ce qu'on appelle "coût du changement".
Rubenstein a pu montrer qu'il existe une double dissociation entre le niveau de traitement des tâches et le niveau de traitement exécutif. Une variable donnée à un niveau de traitement n'affecte pas l'autre niveau et vice versa, ce qui implique que deux mécanismes différents se produisent. Une variable qui affecte le coût du changement suppose qu'elle agit au niveau du traitement exécutif, alors que si elle allonge le traitement de la tâche mais pas le coût du changement, cela signifie qu'elle n'agit que sur le traitement de la tâche et pas sur le traitement de l'exécutif. .
mécanismes neuronaux
Les études de neuroimagerie nous compliquent un peu les choses puisque s'il est vrai que les zones les plus activées dans ces processus sont les zones frontales, le cortex préfrontal, des zones du cortex pariétal sont également activées, quoique dans une moindre mesure, qui interroge en partie le rôle prépondérant de l'exécutif central et sa localisation exclusive dans le cortex préfrontal. Tout cela nous amène à la question de savoir s'il existe des mécanismes neuronaux communs à l'attention exécutive et à la commutation d'attention, ou s'il existerait un mécanisme neuronal spécifique à chacun. Les études de neuroimagerie de Sylvester (2003) montrent que différents mécanismes neuronaux existent.
Dans les tâches de déplacement de l'attention, des zones du lobe pariétal inférieur et du cortex visuel extrastrié ont été activées, tandis que dans les tâches d'attention exécutive, en particulier, les zones frontales, le cortex préfrontal antérieur et une autre dans le cortex prémoteur ont été activées, et plus étonnamment , le cortex préfrontal dorsolatéral n'était pas activé. Aujourd'hui, nous avons la preuve que le processus de changement d'attention de l'exécutif est différent de celui de l'attention de l'exécutif.
Ces études fournissent des données sur le rôle des lobes pariétaux dans le déplacement de l'attention et, plus important encore, fournissent des preuves qui remettent en question la version la plus radicale de l'hypothèse exécutive centrale.
inhibition de la réponse
inhibition de la réponse est la suppression d'une réponse partiellement préparée. Un exemple serait celui qui consiste à parler au téléphone avec quelqu'un qui nous met en colère, au point que nous allons dire quelque chose de grossier mais, juste avant de le faire, nous nous arrêtons, nous nous accrochons et ne disons rien, nous avons inhibé la réponse de dire quelque chose d'impolitesse.
Les études IRMf suggèrent que l'inhibition de la réponse est un processus exécutif indépendant. Dans les tâches de traitement exécutif, le cortex préfrontal dorsolatéral est fondamentalement activé et, secondairement, d'autres zones telles que le cingulaire antérieur. Dans les tâches d'inhibition de la réponse, des régions autres que le cortex préfrontal ont été activées, en particulier le cortex orbitofrontal, qui se trouve sous le PFC dorsolatéral. Lorsque cette nouvelle région est activée, les performances de tâches telles que les tests go/no-go, qui nécessitent une inhibition de la réponse, se sont considérablement améliorées.
L'inhibition de la réponse est fondamentale dans la vie quotidienne et ne se produit pas dans la petite enfance avant l'âge de 5 à 7 ans et représente un niveau de maturation important.
Séquençage
C'est une étape fondamentale de la vie quotidienne. Nous ne pouvons pas préparer un plan pour atteindre un objectif sans codifier l'ordre des actions ou des événements impliqués. L'ordre temporel des événements est encodé dans la mémoire de travail. On a vu que se souvenir d'un certain nombre d'éléments n'est pas la même chose que se souvenir d'une certaine séquence dans laquelle ces unités sont disposées. Le traitement cérébral est différent. Dans la séquence d'ordre, un processus exécutif est requis. Ceci est vérifié par le fait que les patients souffrant de problèmes de lobe frontal ne peuvent pas effectuer de tâches de séquence et d'ordre.
Dans la vie quotidienne, un processus de séquençage de haut niveau n'est pas toujours nécessaire. S'ils nous demandent de dire les 4 derniers chiffres du DNI, ce que nous faisons est sûrement de visualiser le nombre entier, puis nous regardons les quatre derniers chiffres. Dans ces cas, on parle d'un processus d'ordre par familiarité, différent de ce que pourraient supposer les tests d'appariement des lettres en analyse de séquence (Burges, 1991). Lorsque la familiarité était utilisée pour représenter l'ordre des informations, par neuroimagerie, une activité était observée dans des zones du cortex pariétal, tandis que lorsque la séquence d'ordre nécessitait un niveau attentionnel plus important, l'attention exécutive, la zone activée était le PFC dorsolatéral.
Notre cerveau est adapté pour organiser la vie selon des scénarios ou des séquences, non déterministes mais quasi établis. Si on va au restaurant, une séquence similaire se produit pour tout le monde : on arrive, on demande une table, on s'assoit, on regarde le menu, on commande, on mange, on demande l'addition et on paie et on repart . Si ces démarches ne sont pas faites, cela nous déroute et nous le constatons lorsque nous racontons à quelqu'un une expérience, comme celle du restaurant, même si elle est secondaire, on s'attend à ce qu'une séquence comme celle que l'on vient de voir, si nous signalons que nous avons payé avant de manger le steak que nous avons commandé, l'interlocuteur est perdu, désorienté. On le voit très prononcé chez les patients présentant des lésions frontales, ils sont beaucoup plus sensibles aux modifications séquentielles.
Lorsqu'on demande d'établir une séquence dans une nouvelle tâche, quelque chose de similaire se produit, il y a une séquence logique, une maison ne se construit pas en partant du toit, et là encore, une grande différence a été observée entre les individus sains et ceux avec des altérations de région frontale, en particulier dans le cortex préfrontal dorsolatéral, indiquant l'importance de cette région cérébrale dans le séquençage, bien que nous ayons déjà vu que d'autres régions cérébrales (pariétales) participent également.
Surveillance
Dans le cadre des processus exécutifs, la supervision est l'évaluation de la façon dont soi-même exécute une tâche, tout en la faisant, ce qui n'est pas la même chose que l'évaluation d'une tâche pour l'amélioration, un processus qui est effectué une fois la tâche terminée.
Les études de neuroimagerie montrent que les tâches de supervision sont effectuées dans le cortex préfrontal gauche, bien que le cortex préfrontal dorsolatéral soit également activé, ce qui indique à nouveau que la supervision est un processus exécutif.
Un aspect qui a également attiré l'attention est le contrôle des erreurs. Des études comportementales ont montré que des erreurs sont signalées chaque fois qu'une inadéquation entre la réponse donnée et la bonne réponse est détectée, cette dernière étant déterminée par les informations qui s'accumulent après le choix de la réponse initiale. Ce processus de surveillance des erreurs semble être généré dans une structure de la ligne médiane du cortex frontal, peut-être le cingulaire antérieur.
Dans le chapitre suivant, nous développerons un sujet passionnant, celui de émotions et cognition, qui n'a pas eu le sentiment de blocage avant un moment de colère, "je suis tellement en colère que je n'arrive pas à penser clairement". Si vous voulez savoir pourquoi, nous vous l'expliquerons.
