Système Limbique et Mécanismes de l`Emotion

Système Limbique et
Mécanismes de l’Emotion
Patricia Franco
Introduction
• L’expression des émotions représente une
caractéristique fondamentale de l’être
humain.
• Approches des bases neuronales de
l’émotion.
• Distinction entre « expérience
émotionnelle » et « expression
émotionnelle ».
• Les signes comportementaux de l’émotion
sont contrôlés par le système nerveux
t
l
tè
t
t
Qu’est ce que l’émotion?
• Les émotions – amour, haine, dégoût, joie,
honte, jalousie, peur, anxiété,..- sont des
sentiments que nous éprouvons.
• D’où proviennent-ils?
Théories de l’émotion
Théories de l’émotion
Théorie de James-Lange
• 1884, William James et Carl Lange
• L’émotion traduit la réponse aux modifications
physiologiqyes intervenant dans le corps.
• Les modifications physiologiques sont l’émotion et
quand elles disparaissent, l’émotion disparaît aussi.
• Ex: on est triste parce que l’on pleure et non pas
l’inverse.
• Mais déjà à l’époque, il est admis qu’une émotion est
générée par une situation donnée, et qu’elle se traduit par
une réponse comportementale et non l’inverse.
• Il existe toutefois en cas d’émotions fortes, une relation
entre émotion et manifestation physiologique
correspondante.
Théorie de Cannon-Bard
• 1927, Walter Cannon et Philip Bard
• L’expérience émotionnelle peut intervenir
indépendamment de l’expression émotionnelle.
• Les émotions peuvent être ressenties sans
percevoir de modifications physiologiques.
=> Expérience de section de la moëlle épinière.
• Pas de corrélation entre l’expérience
émotionnelle et l’état physiologique
=> Même réactions physiologiques pour des
émotions différentes (peur, colère, fièvre,..)
Comparaison entre les 2 théories
Limitations des 2 théories.
Mais si les différentes émotions dépendent peut-être de circuits
neuronaux différents; ceux-ci convergent vers les mêms régions
cérébrales.
Concept de système limbique
Historique
Concept de système limbique
Lobe Limbique de Broca (1878)
Au départ, structures considérées surtout pour leur rôle dans l’olfaction.
Existe-t-il un système responsable des
émotions?
Concept de système limbique
Circuit de Papez: « système de l’émotion » 1930
T James-Lange
T Cannon-Bard
Hypothalamus: Expression comportementale de l’émotion
Existe-t-il un système responsable des
émotions?
Concept de système limbique
Système Limbique: Paul Mac Lean (1957)
Corrélation entre lobe limbique de Broca et circuit
de Papez
Théorie de MacLean:
3 parties fonctionnelles primaires du cerveau:
-Reptilien (tronc cérébral) (réflexes)
-Paléomammalien (système limbique) (émotions)
-Néomammalien (cortex) (réflexion/raisonnement)
Attention!
Toutes les structures du système limbique ne fonctionnent pas
en même temps; des structures ont aussi d’autres fonctions
(hippocampe –mémoire; pas de système de l’émotion unique)
Anatomie du système limbique
Définition
• 1878: Broca ; « grand lobe limbique » = cortex cérébral disposé
en anneau autour des commissures interhémisphériques.
• 1937, Papez ; circuit hippocampo-mamillo-thalamo-cingulaire :
– Emotions
– Mémoire
• Actuellement :
– le système olfactif,
– le cortex limbique,
– l’hippocampe,
– l’hypothalamus,
– l’amygdale,
– la région septale,
– Certains noyaux du thalamus (médiodorsal, noyau antérieur),
– Certains noyaux du mésencéphale,
– Cortex préfrontal médian et orbitaire,
– Partie ventrale des ganglions de la base
Conception moderne du système limbique
Importance des lobes frontaux
dans l’émotion et son expression
Le cas de Phineas Gage (1848)
Lésions dans les lobes frontaux:
Modifications de personnalité,
pas de l’intelligence
avec une manifestation d’émotions
fortes en permanence
Anatomie du système limbique
Le cortex limbique
•
•
Gyrus cingulaire et cortex
parahippocampique ou gyrus
parahippocampique lui-même formé du
cortex entorhinal, perirhinal et du
presubiculum (archéo-cortex).
Prend naissance au niveau de la région
orbito-frontale qui peut être associé au
système limbique.
Les connexions sont :
– Intracorticales.
– Les afférentes sont principalement :
• corticales
• thalamiques (circuit de Papez)
– Les efférences : à partir du gyrus
parahippocampique sur l’hippocampe
et sur l’amygdale.
•
•
La majorité des afférences et des
efférences sont bilatérales.
Il joue un rôle d’interface et se trouve
impliqué dans les phénomènes
affectifs, mnésiques émotionnels et
de motivation.
Anatomie du système limbique
La formation hippocampique
•
•
•
•
•
•
Comprend l’hippocampe ou corne
d’Ammon, le gyrus dentatus et le
subiculum.
Formée de deux couches de neurones
repliés l’une sur l’autre
Corne d’Ammon, divisée 4 parties :
CA4 à CA1.
La principale voie afférente : cortex
entorhinal
La voie efférente majeure : le fornix
Elle joue un rôle majeur des les
phénomène d’apprentissage, la
mémoire épisodique et la mémoire
spatiale.
CA4
Anatomie du système limbique
L’amygdale
•
•
•
•
•
•
•
Située à la partie médiane du lobe temporal,
en avant de la formation hippocampique.
Entre en contact avec l’extrémité antérieure
de l’hippocampe.
Constituée de plusieurs noyaux :
– les noyaux basolatéraux
– les noyaux cortico-médians
– le noyau central.
Afférences :
– cortex, l’hippocampe et le gyrus
cingulaire
– amygdales controlatérale.
– Toutes les informations des systèmes
sensoriels convergent vers l’amygdale
surtout au niveau des noyaux basolatéraux.
Efférences : aires corticales, hippocampe,
thalamus et hypothalamus (via la voie
ventrale amygdalofuge et la stria terminalis).
L’amygdale est une « fenêtre par laquelle le
système limbique observe la place qu’occupe
la personne dans le monde ».
Elle a un rôle majeur dans le contrôle des
comportement émotionnels, notamment les
comportements d’agressivité, les
comportements alimentaires et sexuels.
Anatomie du système limbique
L’amygdale
L’amygale relie donc les aires corticales qui traitent les informations sensorielles
(visuels, somesthésiques, viscéraux et auditifs) aux systèmes effecteurs
de l’hypothalamus et du tronc cérébral.
Anatomie du système limbique
La région septale
• Constituée:
– des noyaux du septum
– du septum lucidum
– de l’aire septale.
•
•
•
A la partie postérieure et interne
de la face médiale des lobes
frontaux.
Richement connectée à tous les
éléments du système limbique.
Joue un rôle de coordination
de l’activité du système
limbique, et notamment dans le
domaine de la vigilance et des
réactions émotionnelles.
Anatomie du système limbique
L’hypothalamus
•
•
•
Sous le thalamus, le long des parois
du IIIème ventricule.
Relié à l’hypophyse, par la tige
pituitaire.
Dans le sens antéropostérieur, divisé
en trois parties :
– La région antérieure : région préoptique qui comprend les noyaux préoptique, supra-optique et
périventriculaire.
– La région moyenne : région du tuber
qui comprend le noyau dorso-médian,
le noyau ventro-médian et le noyau
infandibulaire.
– La région postérieure comprend les
corps mamillaires.
•
Traversées par 3 faisceaux :
– Le pilier antérieur du trigone
– Le faisceau mamillo-thalamique
– Le faisceau médian du télencéphale
Hypothalamus
N paraventriculaire
N préoptique
N ventro-médian
N supraoptique
N dorso-médian
N Infandibulaire
Corps Mammillaire
Anatomie du système limbique
L’hypothalamus
•
Dans un plan frontal :
– Zone périventriculaire, qui correspond au noyau infandibulaire ,
– Zone médiane, qui correspond aux autres noyaux,
– Zone latérale, qui est pauvre en cellules et forme un réseau diffus.
Les deux types de subdivision de l’hypothalamus correspondent à une rôle fonctionnel :
•
Dans la subdivision antéropostérieure,
– région antérieure : fonctions cycliques
– région moyenne : fonctions toniques
– région postérieure : relais entre le système limbique et le tronc cérébral.
•
Dans la subdivision transversale
– Zones les plus internes : fonctions les plus élémentaires (fonctions autonomes)
– Zones latérales : fonctions associatives et d’intégration.
•Hypothalamus : centre de régulation du système nerveux végétatif
Les comportements hypothalamiques
•Réponse hypothalamique antérieure :
parasympathique avec bradycardie,
vasodilatation, myosis, augmentation de la
motilité digestive et vésicale, hypersécrétion
salivaire. Comportement alimentaire.
•Réponse hypothalamique postérieure :
orthosympathique avec dilatation bronchique,
contraction splénique, inhibition de la motricité
digestive et vésiculaire, vasoconstriction et
cardioaccélération, mydriase. C’est
l’ensemble des réactions impliqués dans les
comportements agressifs, avec une élévation
du niveau de vigilance : urgence ou alarme,
lutte contre le froid, défense.
Anatomie du système limbique
L’hypothalamus
• Afférences :
–
–
–
–
–
•
Voies réciproques qui empruntent :
–
–
–
–
•
•
amygdale,
hippocampe
septum
thalamus
tronc cérébral.
le fornix
la strie terminale
le faisceau médian du télencéphale (medial
forebrain bundle)
le faisceau longitudinal dorsal
Région au centre d’un grand nombre de
circuits neuronaux impliqués dans la
plupart des fonctions vitales.
Mécanismes neurochimiques qui s’exerce
sur les glandes endocrines, le système
végétatif (régulation de la température et
des fonctions cardio-circulatoires) et sur
les conduites comportementales
(recherche d’eau et de nourriture,
comportement sexuel et émotionnel).
(faisceau médian
du télencéphale)
Physiologie
Physiologie
Le système limbique a un rôle majeur dans :
•
•
•
•
•
les conduites émotionnelles
les comportements instinctifs
la mémoire
le contrôle des fonctions végétatives
le contrôle de glandes endocrines
Physiologie
Les comportements instinctifs
• Les structures limbiques et surtout l’amygdale
modulent les pulsions hypothalamiques (faim,
soif, accouplement) déclenchés par des signaux
métaboliques et soumises à une régulation de
type homéostatique.
• Des lésions expérimentales de l’amygdale
déclenchent des comportements compulsifs :
répéter le même type de comportement sans
régulation (alimentaire ; sexuelle).
Physiologie
Les conduites émotionnelles
•
•
•
•
Deux comportements : l’approche ou l’évitement.
Perception du caractère nouveau d’un stimulus :
– réaction d’intérêt,
– comportement agressif, de fuite ou d’habituation et d’approche,
– selon les résultats de la confrontation avec les expériences
antérieures mémorisées.
L’amydgale présente la plus grande richesse comportementale:
– à dominance de colère et d’agression (ressemblant au
comportement de l’hypothalamus postérieur).
L’hippocampe joue un rôle majeur dans les phénomènes de
motivation, la mémoire et l’habituation aux situations nouvelles en
inhibant les comportements inutiles ou inappropriés.
Peur et Anxiété
Comment une information sensorielle particulière induit des réponses
comportementales et physiologiques associées précisément à la peur et à
l’anxiété?
• Heinrich Klüver et Paul Bucy: ablation des lobes
temporaux ou lobetomie temporale
• Syndrome de Klüver-Bucy:
- Cécité psychique (ne reconnaissent pas les objects usuels
ou leur fonction)
- Tendances orales (exploration des objects pour les
identifier)
- Hypermétamorphose (besoin d’explorer, courir, toucher)
- Altération du comportement sexuel (exacerbation,
attirance males et femelles)
- Modifications émotionnelles (diminution de la peur)
Peur et Anxiété
Noyaux amygdaliens
Lésions chez l’animal: perte de la peur; Lésions chez l’homme: perte de la faculté
à reconnaître la peur.
Stimulation chez l’animal: peur et aggressivité, chez l’homme: anxiété et crainte.
Destruction bilatérale des amygdales et reconnaissance faciale des émotions
Augmentation du débit sanguin dans l’amygdale, le noyau
médiodorsal du thalamus et le cortex préfrontal orbitaire et médian
chez un patient déprimé
Base neurobiologique de la dépression
L’essence des troubles de l’humeur est une régulation anormale
des sentiments de tristesse et de bonheur.
Peur et Anxiété
Circuit neuronal pour la peur apprise:
Implications de l’amygdale dans la composante
émotionnelle des souvenirs.
Noyaux corticomédians
Modèle de l’apprentissage associatif survenant dans l’amygdale
en rapport avec les fonctions émotionnelles
Modèle de prise de conscience des sentiments émotionnels
Colère et Agressivité
• Distinguer:
• Agression prédatrice: attaque envers un
membre d’une espèce différente dans le but
de se nourrir (peu de productions vocales,
peu de activité sympathique)
• Attaque agressive: combat entre espèce
(forte composante sympathique,
manifestations corporelles et vocales)
Hypothalamus et agressivité
Rage simulée ou fausse rage: tous les signes de la colère pour une
situation anodine.
Hypothalamus et agressivité
Stimulation éléctrique de l’hypothalamus
Attaque agressive: médian
Agression prédatrice: latéral
Mésencéphale et agressivité
Hypothalamus transmet au tronc cérébral les signaux concernant
les fonctions autonomes par 2 voies majeures:
- Région latérale -> faisceau médian du télencéphale (medial
forebrain bundle) projection sur l’aire tegmentale ventrale
(agression prédatrice)
- Région médiane -> faisceau longitudinal dorsal projection sur
la substance grise périaqueducale (attaque agressive)
Noyaux amygdaliens et agressivité
: agressivité associé au maintien d’une position dans la hiérarchie sociale
Noyaux corticomédians
Stimulation électrique
des noyaux basolatéraux
-> voie amygdalofuge ventral
-> hypothalamus
-> tronc cérébral
attaque agressive
Stimulation électrique
des noyaux corticomédians
-> voie stria terminalis
-> hypothalamus
-> inhibition sur l’agressivité
d’attaque
Deux circuits possibles de
l’agression
Sérotonine et agressivité
-Etude sur l’isolement (rat): diminution du taux de renouvellement de la
sérotonine (synthèse, libèration,.): augmentation de l’agressivité.
-Etude sur l’inactivation des récepteurs sérotoninergiques chez la souris:
Souris « knockout » privées de l’expression d’un gène codant
normalement pour un récepteur séroninergique par inactivation génétique
souvent récepteurs 5-HT1A (moins d’explorations-anxiété) et
5-HT1B (agressivité dans des situations de stress (amygdale, sb grise PA
Renforcement et Récompense
Expérience de
Olds et Milner:
Autostimulation
chez le rat
Autostimulation: quelles structures doit-on stimuler? Pourquoi
le rat répète-t-il l’autostimulation? Est-ce pour obtenir une sensation
de plaisir?
Renforcement et Récompense
Stimulation conduirait à une sensation positive.
Les sites du cerveau associés à l’autostimulation sont nommés:
Centre du plaisir.
Prudence! Notion de plaisir chez le rat? Le rat recherche peut-être
plus de stimulation sans obtenir de la satifaction?
Chez l’homme: les sites d’autostimulation ne sont pas synonymes de
plaisir mais d’un sentiment de récompense anticipée (pas tjs agréable)
Dopamine et renforcement
Les sites d’autostimulation les plus efficaces sont dans le faisceau
médian du télencéphale et de l’aire tegmentale ventrale riche en
neurones dopaminergiques.
Chez le rat, les agonistes dopaminergiques (ex:amphétamines)
augmentent le taux d’autostimulation; les drogues bloquant les
récepteurs dopaminergiques (ex: halopéridol) réduit l’autostimulation.
Attention! Les études lésionnelles n’ont pas confirmé ses résultats.
Latéralisation corticale des fonctions émotionnelles et
asymétrie hémisphèrique de la régulation de l’humeur
- Hémisphère gauche impliqué dans les émotions positives et
Hémisphère droit les émotions négatives
- Hémisphère droit est plus directement impliqué dans la perception
et l’expression des émotions que l’hémisphère gauche