Aires associatives
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Aires associatives Ce sont les aires corticales, qui ne sont pas primaires Zone d’intégration de plusieurs types d’ informations Communiquent avec les aires primaires (notamment aire visuelle et auditive) Communiquent entre elles Rôle Aires primaires 1. Codage des informations sensorielles 2. Commandes et exécution des mouvements Aires associatives 1. 2. 3. 4. 5. Attention aux stimulus Identification des informations pertinentes d’un stimulus Reconnaissance des objets associés à un stimulus (gnosie) Planification des réponses appropriées Stockage d’informations Lésions Lésions dans cortex primaires : les personnes ne voient ou n’entendent pas Lésions dans cortex primaires associatifs : les personnes ne comprennent pas ce qu’elles voient ou entendent Connexion des aires associatives 1-Les aires associatives recoivent des informations de 3 noyaux du thalamus. Ces 3 noyaux ne recoivent pas d’informations sensorielles comme les noyaux de relais mais des informations déjà traitées par les autres aires notamment primaires Noyaux thalamiques Noyau Pulvinar, Noyau latéral postérieur (LP) Noyau médian dorsal (MD) 2- Abondantes connexions cortico-corticales (aires primaires et autres aires associatives, connections inter hémisphèriques) 3- Abondantes afférences diffuses des noyaux dopaminergiques, noradrénergiques, sérotoninergiques, cholinergiques du tronc cérébral et de la partie basale du télencéphale (système de modulation diffus). Ces afférences règlent le niveau de vigilance (veille-sommeil) Le diencephale Le thalamus (du grec chambre interne) L’hypothalamus et la neurohypophyse L’épithalamus (l’épiphyse) (La rétine) thalamus epiphyse hypothalamus Le diencephale Thalamus Hypothalamus Thalamus Le thalamus Le thalamus recoit des afférences de tous les organes des sens et toutes les parties du corps: c’est un relais synaptique majeur qui est la porte d’entrée au cortex pour la quasi-majorité des influx provenant de l’ensemble du système nerveux. les échanges d’informations sont bidirectionnels entre le cortex et le thalamus Corona radiata Reste du SN Role de relais du thalamus Les noyaux de relais Ces noyaux recoivent des signaux des voies sensorielles et motrices Ces signaux sont traités et intégrés, puis envoyés vers les régions correspondantes du cortex Tous les voies sensorielles ont un relais dans le thalamus sauf l’olfaction Il filtre, trie, regroupe les informations et les distribue grâce à ses différents noyaux vers les aires corticales appropriés Quelques noyaux: Corps geniculé médial:relais auditif Corps géniculé latéral: relais visuel Noyau ventral postéro-latéral: relais somatosensoriel Projection des axones des cellules ganglionnaires de la rétine sur les corps geniculés du thalamus Certains noyaux intégrent des informations sensorielles et projettent sur les aires associatives: noyaux participant à l’intégration Noyau pulvinar, noyau dorsal médian,Noyau latéral postérieur (LP En association avec le tronc cérébral, le thalamus contrôlerait l’activité du cortex Rôle dans l’éveil, l’attention conscience. Activité pace maker du thalamus Electroencephalogramme Eveil Desynchronisé, et rapide (>>12 Hz) Sommeil profond Synchronisé et lent (<< 3Hz) β Système de modulation diffus dopaminergique Système mesostriatal ou nigrostriatal: Subtance noire striatum: facilitation des mouvements volontaires Système mésocorticolimbique: Aire tegmentale ventrale lobe frontal + système limbique Mémoire de travail, circuits de la récompense Système de modulation diffus noradrenergique Système de modulation diffus sérotoninergique Système de modulation diffus acetylcholinergiques Résumé des Connexions des aires associatives Cortex associatifs Noyaux thalamiques non relais Noyau Pulvinar, Noyau latéral postérieur (LP) Noyau médian dorsal (MD) Afférences modulatrices du tronc cérébral Tiré du Purves Lésions du lobe pariétal: Troubles de l’attention exemple du syndrome de négligence controlatérale Dessiner une maison Tiré du Purves Patients porteurs de lésions dans le cortex pariétal droit, négligent les informations du coté gauche Virages à gauches et portes gauches ignorées Dénégation de parties du corps gauche Non perception consciente de stimulis sur la partie gauche Difficultés à effectuer des taches motrices complexes du coté négligé (s’habiller) Rôle du cortex pariétal dans l’attention et la perception consciente du corps: Mesure de l’activité unitaire d’un neurone de cerveau d’un singe éveillé durant une tache comportentale Tiré du Purves Les neurones « attentionnels » du cortex pariétal du singe Image Cortex parietal postérieur Image inintéressante intéressante (associée à une récompense par exemple Tiré du Purves Lésions du lobe temporal: troubles de la reconnaissance (agnosie) Difficultés à reconnaître, à identifier et à nommer des objets. Les patients admettent la présence d’un stimulus (différence avec le syndrome de négligence) mais sont incapables de l’identifier Exemple: la prosopagnosie: incapacité à reconnaître et identifier les visages familiers Les neurones de reconnaissance du cortex temporal du singe Tiré du Purves Lésion Cortex prefrontal: Trouble de la planification, de la personnalité et de la cognition Partie avant du lobe frontal. Siège de la personnalité et de la production des idées abstraites, du raisonnement, des facultés d’anticipation, du comportement sociable, de la « conscience », facultés se développant très progressivement chez l'enfant. Participe également au contrôle des émotions et de l’humeur car il est étroitement relié au système limbique. Proportion du cortex frontal chez les mammifères Chez l’être humain, le cortex préfrontal représente 29 % de l’ensemble du néocortex alors qu’il ne compte que pour 17 % chez le chimpanzé. Le grand front droit caractéristique des humains qui fait disparaître les arcades sourcilières proéminentes de nos ancêtres est dû en grande partie à l’expansion considérable du cortex frontal chez notre espèce. 1 Australopithecus robustus ; 2 Homo habilis ; 3 Homo erectus ; 4 Homo sapiens neanderthalensis ; 5 Homo sapiens sapiens. Le cas de Phineas Gage (1848) • Avant l’ accident: – Efficace et compétent – Équilibré Rusé, Intelligent – Sociable Après: – Capricieux, impatient, enteté, irrespectueux,grossier – incompétent – Incapacité à créer et à se conformer à une planification - Ses amis dirent “No longer Gage.” Lobotomie Prefrontale (1930) Egas Moniz Prix Nobel, 1949 Lobotomie Préfrontale dans les cas de psychoses sévères (depression, anxiété, obsessions) amélioration des symptomes, mais atteinte de la personnalité (perte de l’initiative et du dynamisme) • Patients violents deviennent calmes, mais ne percoivent pas ou peu d’émotions, non plus d’inhibition sociales, et montrent des déficits dans la résolution de problèmes, le jugement, la concentration. Ils montrent une béatitude puérile et un intérêt pour les banalités • Lésion cortex prefrontal orbitaire: modification profonde du caractère (perte de la convenance, de la pudeur ..) Les primates et les espèces pré-hominiennes avec un cortex préfrontal développé ont hérité d’une capacité d'abstraction et de planification que n'ont pas les autres espèces. Le cortex préfrontal jouerait un rôle essentiel dans l’imagination qui caractérise notre espèce. Il permettrait aussi aux humains de comprendre ses propres états mentaux et ceux d’autrui. Le cortex préfrontal impliqué dans le phénomène de la conscience humaine ? Cortex préfrontal et mémoire de travail Mémoire de travail: impliquée dans des processus cognitifs bien développés chez l’humain comme la capacité de retenir de l’information durant une tâche, d'en vérifier la pertinence, et de garder en vue l’objectif à atteindre au cours de cette tâche (exemple composition d’un numéro de téléphone). La difficulté de planifier une action (donc à mettre en relation le passé, le présent et le futur) que l’on retrouve chez les patients ayant des lésions importantes aux lobes préfrontaux (le « syndrome frontal ») confirme le rôle de premier plan que joue cette région corticale dans l’anticipation et les choix de toutes sortes. Patients frontaux ont tendance à faire et refaire la même chose. Ils vivent dans le présent uniquement, et ont des difficultés à se projeter dans le futur Les neurones de planification du cortex frontal chez le singe Décharge pendant le délai entre le stimulus et la réponse Tiré du Purves Les ganglions de la base (noyaux gris centraux) La définition anatomique des ganglions de la base comprend le striatum (putamen et noyau caudé),le globus pallidus, le noyau sous thalamique le claustrum (avant-mur) Corps Strié ou striatum Noyau caudé putamen Noyau lenticulaire Putamen Globus pallidus Noyau caudé Claustrum coronale horizontale Noyau caudé Noyaux gris central, en forme de fer à cheval ouvert en avant. Il s'enroule autour du thalamus, Vue latérale Noyau caudé Vue de dessus Le Putamen (la gousse) et le Globus Pallidus (le globe pale) Le Putamen (la gousse) et le Globus Pallidus (le globe pale) Putamen Globus pallidus Vue de dessus Vue médiale 1. Tete noyau caudé 2. Corps noyau caudé 3. liens 4. putamen 5. Queue noyau caudé 6. segment externe globus pallidus 7. segment interne globus pallidus 8. amygdaloid body Vue latérale 1. Putamen 2. Noyau caudé 3. Liens putamo caudé 4. Amygdale 5. Thalamus Tête noyaux caudé noyau caudé Putamen noyau caudé Putamen Globus pallidus Capsule interne Organisation et guidage des fonctions motrices complexes • Structures motrices sous corticales • Recoivent des afférences sensoriels et associatifs du cortex (notamment frontales) • Envoient des éfférences via le thalamus vers l’aire prémotrice et le cortex préfrontal • Système modulateur intégrant des informations sensoriels pour la réalisation d’un mouvement • Influence importante dans la planification, le démarrage, la coordination, le guidage et l’arrêt des mouvements complexes • Inhibition des mouvements antagonistes ou superflus Le corps strié modifie et affine en permanence les programmes moteurs élaborés par le lobe frontal grâce à un échange bidirectionnel d’influx nerveux. Il partage, en particulier, cette tache avec le cervelet (régulateur des réflexes moteurs) Contrôle du mouvement par les ganglions de la base Le complexe amygdalien (amygdale) L'amygdale doit son nom à sa forme d’ amande, située tout près de l'hippocampe, dans la partie frontale du lobe temporal. Elle est composée de plusieurs noyaux L'amygdale et la peur L'amygdale est essentielle à notre capacité de ressentir et de percevoir chez les autres certaines émotions. C'est le cas de la peur et de toutes les modifications corporelles qu'elle entraîne. Stimulation de l'amygdale sensation de danger imminent et de peur. Destruction de l'amygdale docilité, platitude de comportement, incapacité à reconnaître la peur sur un visage L'amygdale attribue une signification émotionnelle aux stimuli sensoriels qui lui parviennent du monde extérieur L'évolution a regroupé plusieurs circuits du système d'alarme de notre organisme dans l'amygdale. Stimulus sensoriel amygdale Prometteur, désirable Dangereux, a fuire plusieurs influx sensoriels convergent vers l'amygdale pour l'informer des dangers potentiels de son environnement. Cette information sensorielle lui parvient soit directement du thalamus sensoriel, ou soit des différents cortex sensoriels. Contrôle du SN Autonome et Somatique par l’amygdale Hypothalamus Système Nerveux Autonome amygdale Tronc cérébral Stimulation éléctrique de l’amygdale: augmentation fréquence cardiaque, pression artérielle, respiration amygdale Système Nerveux Somatique Productions de gestes, modification de la voix, fuite Tiré du laboratoire de Joseph Ledoux
