troisieme partie les fonctions cognitives
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TROISIEME PARTIE LES FONCTIONS COGNITIVES Plan de la partie 1. Présentation générale 2. Les fonctions de perception 2.1. La perception visuelle 2.2. La perception auditive 2.3. La perception tactile et douloureuse 3. Les fonctions d’action 4. Le langage (orthophonie, audioprothèse) 5. Les émotions (kiné, ergo, psychomot) 6. Les neurosciences sociales (kiné, ergo, psychomot) 7. La vigilance, l’attention et la conscience (ergo, psychomot, orthophonie) Présentation générale des fonctions cognitives Plan du cours 1. 2. 3. 4. Généralités Les fonctions cognitives Proposition d’un cadre fonctionnel Différents courants de pensée 4.1. Le localisationnisme 4.2. Le behaviorisme 4.3. Les sciences cognitives 1. Généralités SYSTEMES SENSORIELS SYSTEMES INTEGRES (ASSOCIATIFS) récepteurs voies sensorielles voies motrices effecteurs SYSTEMES MOTEURS entrées sensorielles comportements moteurs analyses sensori-motrices primaires fonctions cognitives Les fonctions sensori-motrices : cortex moteur primaire cortex sensitifs primaires Les fonctions cognitives : cortex moteur primaire cortex sensitifs primaires à mécanismes bottom-up et top-down pour la perception et l’action Les fonctions cognitives : cortex moteur primaire cortex sensitifs primaires à mécanismes bottom-up et top-down pour la perception et l’action à mécanismes top-down et connectivités longue-distances pour les fonctions plus complexes Les fonctions cognitives sont réalisées principalement par les aires associatives : Aires corticales associatives = 4/5ème Aires sensorielles et motrices primaires = 1/5ème Mais attention, d’autres structures participent aussi à ces fonctions : ● certains noyaux thalamiques : pulvinar, noyau latéral postérieur, noyau médian dorsal ● le cervelet Les noyaux thalamiques forment un véritable carrefour des voies sensitives, motrices et cognitives. Ils constituent un relais : - des voies sensitives lemniscales et extralemniscales (somesthésie), des voies de l’audition et de la vision - du système extrapyramidal (motricité) - du circuit de Papez (mémoire et émotion) - des fonctions cognitives (cortex associatifs intervenant dans l’émotion, la perception, l’action) - des systèmes d’éveil et de sommeil (formation réticulée) Connectivité aires associatives ¹ de celle des cortex sensori-moteurs : Thalamus CGM, CGL, Complexe VP 2. Les fonctions cognitives Cognition = « connaissance du monde » à fonctions de perception : visuelles, auditives, etc. à fonctions d’action : intention, planification, prise de décision, etc. Fonctions transversales : à langage à émotions à liens sociaux à vigilance, attention, conscience On parlera, en filigrane, de « mémoires perceptives et d’action » 3. Proposition d’un cadre fonctionnel 4. Différents courants de pensée 4.1. Le localisationnisme Chaque région à une fonction [XIXe siècle] Joseph Gall et la phrénologie : 27 fonctions cérébrales (gaieté, bienveillance, etc. g théorie du « criminel-né » de Lombroso) Par exemple : Paul Broca et le langage g une fonction unique Broca pensait qu’il y avait une relation entre l'anatomie du crâne et du cerveau et les capacités mentales (= craniométrie) « L’inégalité intellectuelle des races est chose bien connue ; et tous ceux qui ont étudié la question ont constaté que le prognathisme, dû en grande partie à l’affaissement de la région antérieure du crâne, n’existe que chez les races inférieures. (…) tous les auteurs s’accordent à reconnaître que la région du crâne, considérée dans son ensemble, est plus volumineuse dans les races caucasiques que dans les races inférieures. » « la petitesse relative du cerveau de la femme dépend à la fois de son infériorité physique et de son infériorité intellectuelle » u on sait qu’il rendait ses mesures compatibles avec sa théorie à travers des corrections motivées par un souci idéologique Encart méthodologique : la neuroimagerie fonctionnelle Généralités Détection des phénomènes nerveux de façon indirecte (¹ EEG, MEG) = variation débit sanguin ou changements métaboliques La tomographie par émission de positons (TEP) Traceur (radioactif) injection dans sang collision production positons / edes tissus = production photon Encart méthodologique : la neuroimagerie fonctionnelle La tomographie par émission de positons (TEP) Suivant l’isotope, permet de localiser : - la consommation de glucose ou d’oxygène (métabolisme général) - la densité de récepteurs d’un NT (cartographie des systèmes de NT) - la variation régionale de débit sanguin cérébral (H2O) = études d’activation = visualisation des structures activées au cours d’une tâche (consommatrice d’eau) Toutefois, la TEP est une technique « lourde », peu sensible et chère Encart méthodologique : la neuroimagerie fonctionnelle L’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) Même principe que l’IRM (= détection D champ magnétique) à mesure les variations magnétiques de la désoxy-hémoglobine du sang = mesure variations régionales d’oxygène consommé = reflète l’activation d’une région cérébrale au cours d’une tâche Encart méthodologique : la neuroimagerie fonctionnelle Avantages / TEP : - pas d’injection de radioactivité (santé, coût) - très bonne résolution spatiale : TEP = 5-10 mm ; IRMf = 1 mm - meilleure résolution temporelle : TEP = au - 45 s ; IRMf ~ 1 s - répétitions possibles (analyses individuelles) Encart méthodologique : la neuroimagerie fonctionnelle L’analyse des données en neuroimagerie a) Superposition IRM structurelle et IRMf/TEP pour localiser les activations : b) Recalage 3D car répétition des conditions et participants (comme PE) : etc. Encart méthodologique : la neuroimagerie fonctionnelle c) Interprétation des images 1. Méthode de soustraction : condition expérimentale 1 = condition expérimentale 2 = élimination de ce qui est commun, mise en évidence de ce qui est différent Mais le poids cognitif pour les mécanismes communs est peut être différent 2. Étude de la connectivité : = corrélation d’activité 4.2. Le behaviorisme C’est l’étude du comportement [1920 -1950] g on ne peut pas bâtir une approche scientifique de la psychologie sur des états subjectifs Recherche des lois qui gouvernent les relations entre les entrées et les sorties Par exemple : Burrhus Frederic Skinner et les conditionnements opérants (renforcement du conditionnement pavlovien) Encart méthodologique : l’étude du comportement La psychologie cognitive Tests comportementaux de la psychologie cognitive : mesurent des réponses motrices (par ex après stimulation sensorielle) temps de réaction stimulus 1 temps de réaction stimulus 2 à mesure des grandes fonctions (langage, mémoire, etc) mais aussi des opérations élémentaires : analyses phonétique, sémantique, etc. Encart méthodologique : l’étude du comportement L’étude des lésions Comparaison de l'emplacement de la lésion au trouble comportemental mesuré postulat : la dégradation d’un comportement après lésion d’une structure implique qu’elle intervenait dans le comportement ! les effets d’une lésion peuvent dépasser la simple élimination des fonctions propres à la structure lésée à exige donc des patients avec un seul trouble et des atteintes délimitées Encart méthodologique : l’étude du comportement Les lésions sélectives chez l’animal Par les techniques neurochimiques par exemple, sélectives d’un NT ex : MPTP dans substance noire à destruction cellules dopaminergiques = modèle de la maladie de Parkinson 4.3. Les sciences cognitives La cybernétique [1950] s’intéresse aux systèmes complexes (vivants ou pas) et à la circulation de l’information. Elle développe la notion de feedback : g permet l’anticipation pour accélérer le traitement g probablement à l’origine de la mémoire (synapse de Hebb) Les sciences cognitives [1970-] sont la convergence de connaissances issues de différentes disciplines a) Le cognitivisme Modèle computo-représentationnel (ou symbolisme) [1950 -1980] g traitement d’informations, manipulation de représentations symboliques, opérations logiques (ou computations) qui se succèdent de façon sérielle g naissance de l’intelligence artificielle : analogie esprit-ordinateur g fonctionnalisme (Fodor) : esprit organisé en modules spécialisés (inconscients, indépendants, comme le langage) MAIS ne permet pas d’expliquer l’accès au sens, ni son adaptation b) Le connexionnisme Essaie de comprendre la cognition avec des réseaux de neurones [1980-1990] g g g g chaque neurone peut effectuer une opération simple traitement de l’information de façon parallèle et distribuée les connexions sont plus ou moins sollicitées et se modifient (apprent : Hebb) règles d’organisation locales (opérations élémentaires) et globales (liens) = la cognition est l’émergence d’états globaux dans un réseau de composants simples qui a des capacités auto-organisatrices g pas de modularité g pas de centre de contrôle Modèle hiérarchique + localisationniste, modularité ● cortex préfrontal = chef d'orchestre (intégration, prise de décision, conscience...) ● Modèle en auto-organisation synchronisation ● émergence ● plasticité ● c) La cognition incarnée Systèmes dynamiques [1990-] qui prennent aussi en compte le corps et l’environnement Francisco Varela : g énaction : concevoir l'esprit en mettant l'accent sur la manière dont les organismes et esprits humains s'organisent eux-mêmes en interaction avec l'environnement g système autopoïétique : réseau complexe d’éléments qui régénèrent constamment, par leurs interactions et transformations, le réseau qui les a produits Il est fermé du point de vue de l’organisation mais ouvert par rapport à l’environnement
