TAILLE RELATIVE DU CORTEX PREFRONTAL DANS DIFFERENTES ESPECES ANIMALES Chat:
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TAILLE RELATIVE DU CORTEX PREFRONTAL DANS DIFFERENTES ESPECES ANIMALES Rat Chat Chimpanzé Homme % de surface corticale Chat: Macaque: Chimpanzé: Homme: 3,5% 11,5% 17% 29% TROUBLES COMPORTEMENTAUX FRONTAUX • Troubles attentionnels (distractibilité, hyperactivité motrice, difluence…) • Inertie/apragmatisme • Agressivité/jovialité • Emoussement des affects • Désinhibition (sexuelle, agressivité, impulsions, comportements archaïques …) • Troubles de la motivation • Perte des convenances sociales (familiarité…) • Comportements antisociaux (délits/crimes, exhibitionnisme…) • Négligence hygiéno-vestimentaire, troubles du comportement alimentaire • Adhérence environnementale, collectionnisme • Troubles de la flexibilité mentale (Stéréotypies, rigidité mentale, idées fixes) • Perte de l ’insight (anosognosie, difficultés d ’introspection) • Héminégligence spatiale • Difficultés de conceptualisation, jugement, planification/organisation séquentielle programmation motrice... CORTEX PREFRONTAL Difficultés pour caractériser finement ses fonctions 1. C’est une structure hétérogène Etablir le rôle de ses différentes sous-régions 2. Les fonctions frontales sont imparfaitement définies Déterminer des opérations cognitives plus élémentaires, bases des fonctions intellectuelles les plus élaborées TROUBLES DU COMPORTEMENT SECONDAIRES AUX LESIONS DU CORTEX PREFRONTAL DORSOLATERAL BA 9, 46 et 10 latéral (d’après Duvernoy) CORTEX PREFRONTAL DORSOLATERAL ET PLANIFICATION CPF-DL •Troubles de la planification après lésions du CPF-DL (Luria, 1969; Schallice, 1982; Owen et al., 1990; Grafman et al., 1995) •Activation du CPF-DL au cours de tâches de planification (Morris et al.1993; Baker et al., 1996; Owen et al., 1996; Dagher et al., 1999) CORTEX PREFRONTAL DORSOLATERAL ET PLANIFICATION La « tour de Londres » Position initiale Position finale (5 déplacements) Elaboration d ’un plan d ’action: 1. Maintien et manipulation des représentations mentales des étapes intermédiaires; 2. Programmation et exécution d ’une séquence d ’action basée sur l ’enchaînement des représentations mentales. REPONSES SPATIALES DIFFEREES REPONSE DELAI PRESENTATION • Hunter, 1913, Jacobsen, 1936 MEMOIRE DE TRAVAIL • Goldman-Rakic, 1987 ENSEMBLE D’OPERATIONS PERMETTANT DE MAINTENIR ET MANIPULER DES REPRESENTATIONS MENTALES EN PREVISION D’UNE ACTION Opérations cognitives élémentaires, bases de fonctions intellectuelles dépendantes du CPF CORTEX PREFRONTAL DORSOLATERAL ET MEMOIRE DE TRAVAIL •Lésions du CPF-DL = performances altérées aux tâches de réponses différées (saccades mémorisées) •Non altérées par les lésions: Sillon principal (aire 46) Du cortex inféro-temporal (Jacobsen, 1931) Du cortex temporal sup (Jacobsen, 1931) Du cortex pariétal postérieur (Harlow, 1952, Pohl, 1973) Du cortex prémoteur et aire 8 (Goldman et al., 1971) De l’hippocampe qd le délai < 30sec (Zola-Morgan et Squire, 1985) PERTE DES CAPACITES DE MEMOIRE DE TRAVAIL 1. Troubles « attentionnels » majeurs: hyperactivité, distractibilité, difficultés à se projeter dans l’avenir et à maintenir un plan d ’action (difluence, trouble de la planification, raisonnement déductif…) héminégligence spatiale 2. Adhérence à l ’environnement: perte de l ’espace « tampon » permettant de découpler les perceptions de l ’action à venir: actions réflexives SACCADES OCULOMOTRICES MEMORISEES OBSERVATION DELAI REPONSE CPDF-DL ET MEMOIRE DE TRAVAIL EN IMAGERIE METABOLIQUE CHEZ L ’HOMME Activation dans CPF-DL ? •Jonides et al. •Petrides et al. •Paulesu et al. •McCarthy et al. •D’esposito et al. •Cohen et al. •Courtney et al. •Courtney et al. •Owen et al. •Jonides et al. •D ’esposito et al. •Prabhakaran et al. PET PET PET IRMf IRMf IRMf IRMf IRMf IRMf PET IRMf IRMf 1993 1993 1993 1994 1995 1997 1997 1998 1998 1998 1999 2000 Nature PNAS Nature PNAS Nature Nature Nature Science PNAS PNAS PNAS Nature Neurosci OUI OUI OUI OUI OUI OUI OUI OUI OUI OUI OUI OUI LE RESEAU DE MEMOIRE DE TRAVAIL Neurones actifs pendant le maintien en MT dans: LEFT SUPERIOR RIGHT • Cortex pariétal postérieur (CPP) Chafee et al., 1998 • Cortex inféro-temporal (IT) Fuster, 1990; Miller et al., 1991 3-back - Control CPP 2-back - Control V1 1-back - Control IT 0-back - Control Cohen et al.,1997 BASES NEURALES DE LA PLANIFICATION •Exemples d’activité de neurones dans CPF-DL: 1. Neurones de maintien en représentation interne (Funahashi et Coll., 1993) 2. Neurones actifs au moment de la prise de décision (Kim et Shadlen, 1999) 3. Neurones permettant un traitement séquentiel (Barone et Joseph, 1989, Hasegawa et Coll., 1998) 4. Neurones de préparation de la réponse motrice (Funahashi et Coll., 1993) 5. Neurones dont l’activité est modulée selon le contexte (Watanabe, 1996) = « Outils » locaux pour la planification IT CPF MODELE D’ORGANISATION DU RESEAU DE MT 1er niveau de MT 2ème niveau de MT MAINTIEN ELABORATION DE L’ACTION « mémoire à court -terme » « organisation d ’une réponse à partir des informations stockées » LE CORTEX PREFRONTAL EST UNE INTERFACE 7m SMA 7ip 7b 7a IpS SC NC PERCEPTION CPF ACTION LE CPF EST UN « ESPACE TAMPON » DECOUPLANT LES DONNEES PERCEPTIVES ET ENTEROCEPTIVES DE L ’ACTION A VENIR • CREE UN DEGRE DE LIBERTE ENTRE L ’ENVIRONNEMENT ET LES CHOIX DE COMPORTEMENTS
