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Vers une décomposition des troubles attentionnels
schizophréniques
E. BRUNET-GOUET (1)
INTRODUCTION
La schizophrénie qualifie une altération durable de plusieurs dimensions de la vie psychique comprenant la perception de la réalité, l’organisation de la pensée et la volition sous-tendues par un ensemble complexe de troubles
neurocognitifs. Les outils d’évaluation clinique fréquemment utilisés en recherche ajoutent aux aspects centraux
de la pathologie quelques symptômes de la « sphère
cognitive » tels que le manque d’attention et les difficultés
d’abstraction dans la Positive and Negative Syndrome
Scale (11), ou l’inattention dans la Scale For The Assessment Of Negative Symptoms (1). La présence de tels
items permet de rendre compte de la pratique psychiatrique car le clinicien se retrouve fréquemment confronté aux
plaintes des patients de ne pas parvenir à se concentrer
sur la lecture ou sur des tâches intellectuelles simples, ce
qui reste, le plus souvent, sans réponse thérapeutique
spécifique convaincante.
Si l’évidence clinique n’attribue pas à ces anomalies un
caractère central, car rien n’indique leur spécificité diagnostique (on retrouve de tels troubles dans les pathologies thymiques, et bien évidemment dans les troubles
attentionnels avec hyperactivité de l’enfance), elles restent pourtant des faits pathologiques mesurables d’importance. En effet, il a été reconnu que l’intensité des
anomalies cognitives en marge des symptômes fondamentaux pouvaient avoir une importance pronostique
dans la réponse thérapeutique aux pratiques de remédiation sociale (8). De plus, avec l’objectif pragmatique de
définir une batterie standardisée d’évaluation des effets
cognitifs dans les essais thérapeutiques, le projet NIMHMatrics met en avant l’évaluation du facteur attention/vigilance en seconde position parmi les indicateurs individualisables les plus pertinents (15). À la fois non-spécifiques
mais régulièrement rencontrés par les cliniciens, d’importance en évaluation thérapeutique mais noyés dans un
ensemble de troubles cognitifs, les troubles attentionnels
semblent difficiles à situer dans la psychopathologie schizophrénique. N’ayant aucunement l’ambition de l’exhaustivité, notre objectif ici est de brosser un bref panorama
des recherches sur les perturbations des phénomènes
attentionnels dans la schizophrénie. Mais nous verrons,
notamment avec les travaux de Michael Posner, Jim Fan
et de leurs collègues, comment les découvertes chez le
sujet sain peuvent se montrer informatives au sujet de la
pathologie.
QUAND L’EXPÉRIMENTATION REMET EN CAUSE
UNE RÉALITÉ SUBJECTIVE TROMPEUSE
Le concept d’attention a sans doute autant bénéficié
que souffert de l’apparente immédiateté du phénomène
mental qu’il recouvre. William James faisait allusion à
cette évidence dans son ouvrage, Principles of Psychology :
« Tout le monde sait ce qu’est l’attention. C’est prendre
possession par l’esprit d’une manière claire et vive, d’une
chose parmi un ensemble d’objets ou de trains de pensées. La focalisation et la concentration de la conscience
sont de son essence. Cela implique d’abandonner quelque chose de manière à s’occuper effectivement d’autres
choses… » (10).
Cette définition subjective rend compte de la capacité
du système cognitif humain (et animal) de sélectionner un
sous-ensemble des stimuli ou des représentations mentales, à un moment donné, afin d’opérer sur ceux-ci un traitement approfondi qu’il serait impossible de réaliser sur
la globalité de l’ensemble. Souvent comparée à un filtre,
un goulot d’étranglement, ou à la lumière d’une lampe-torche projetée sur une scène, l’attention permettrait une utilisation parcimonieuse des systèmes cognitifs de haut
niveau au prix d’opérer, en permanence, un choix sur les
informations à analyser. Les rapports entre cette conception de l’attention et les phénomènes perceptifs, d’une
(1) Centre Hospitalier de Versailles, 177, route de Versailles, 78150 Le Chesnay.
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part, et la conscience et le raisonnement, d’autre part, sont
intimes, à l’évidence. Mais il convient de ne pas les confondre car l’attention n’est pas uniquement dédiée à la perception et elle ne rend pas compte des qualités phénoménales ou qualia des percepts conscients.
L’expérimentation cognitive s’est naturellement nourrie
de l’approche phénoménologique. La question fut de rendre mesurable des différences de traitement des stimuli
(par de classiques mesures de vitesses ou de performances) qui seraient sous-tendues par l’exercice ou non de
cette supposée capacité attentionnelle. Insistons, dès à
présent, sur le fait que si de nombreux paradigmes expérimentaux dérivent de cette méthode et offrent des mesures de l’attention, rien n’indique qu’ils « capturent » un
phénomène cognitif unitaire. Tout d’abord, il faut différencier les modalités sur lesquelles portent les phénomènes
attentionnels étudiés : auditifs dans la « tâche d’écoute
dichotique », visuels dans la « Cued target detection
task ». Ensuite, plusieurs aspects du phénomène attentionnel peuvent être mis en jeu de manière différenciée :
l’engagement, le maintien, la flexibilité du focus d’attention. Comme nous le verrons plus tard, d’autres aspects
tels que l’alerte, l’orientation ou le contrôle exécutif peuvent aussi être mis en avant. Il parait clair que l’attention
possède de multiples facettes qui doivent absolument être
prises en compte pour toute comparaison de résultats.
DÉFICIT DE L’ATTENTION SOUTENUE
ET VULNÉRABILITÉ À LA SCHIZOPHRÉNIE
Le « Continuous Performance Test » (CPT) est un des
paradigmes attentionnels les plus courants. Il consiste à
mesurer la capacité du sujet à maintenir son attention.
Durant ce test, le sujet doit presser un bouton à chaque
fois qu’un symbole cible (par exemple la lettre « X ») est
présenté sur un écran (2). Ce symbole apparaît de temps
à autre au sein d’une suite de divers symboles affichés
successivement avec un rythme régulier (par exemple,
des symboles alphabétiques). La mesure consiste à calculer certains indices basés sur le nombre de symboles
correctement détectés. Cette version « simple » du CPT
exige une faible mobilisation du système cognitif du sujet
et favorise l’automatisation de la tâche. Pour éviter ces
phénomènes d’automatisation, de nombreux auteurs ont
proposé des versions du CPT « à forte charge cognitive »,
dont les plus référencées sont :
– Degraded stimulus-CPT (DS-CPT) : les symboles
sont présentés sous une forme visuellement dégradée par
inversion aléatoire des pixels rendant les images difficilement lisibles (14) ;
– Identical pairs-CPT (IP-CPT) : la cible est constituée
par la succession de deux fois le même symbole (18) ;
– AX-CPT : le symbole cible ne doit être pris en compte
que s’il est précédé d’un autre symbole déterminé (19).
Alors que la version DS du CPT impose un fort traitement perceptif, il est classique de dire que les versions IP
et AX mettent en jeu, respectivement, la mémoire de travail et le traitement contextuel. L’accroissement de la
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charge cognitive ainsi obtenue, augmente la difficulté de
la tâche, diminue les problèmes de mesures dus aux
effets-plafonds et contribue à améliorer la sensibilité du
test aux déficits présentés par les patients mais aussi,
selon Kurtz et al., chez leurs apparentés (12).
L’étude de Laurent et al. montre que les patients schizophrènes et les apparentés sains du premier degré ont
des performances altérées à l’IP-CPT, ces derniers ayant
un niveau intermédiaire comparés aux sujets contrôles.
Les différences entre les groupes ne deviennent significatives que dans les conditions expérimentales où la
tâche est la plus difficile (13). En revanche, aucune corrélation avec le score « d’anhédonie sociale » mesurée
par l’échelle de Chapman n’est retrouvée chez les apparentés sains. Gooding et al. apportent un argument supplémentaire en faveur de l’hypothèse d’un déficit attentionnel dans le spectre de la schizophrénie mesuré par
l’IP-CPT (7). Mais ils montrent, contrairement à Laurent
et al. que les sujets sains ayant des signes de la lignée
schizotypique et, plus particulièrement ceux qui ont un
score élevé « d’anhédonie sociale » et qui sont le plus à
risque de développer une schizophrénie, exhibent une
moindre capacité de discrimination à ce test. Il apparaît
donc que les versions à forte charge cognitive du CPT sollicitent des processus défaillants chez les patients schizophrènes mais aussi chez leurs apparentés ou chez des
sujets à risque de développer la maladie. Nuechterlein
et al. ont émis l’hypothèse que ce type d’indicateur représenterait un marqueur de vulnérabilité (16). Cela signifierait que les performances attentionnelles mettent en jeu
des circuits cérébraux dont l’atteinte prédisposerait au
développement de la pathologie.
La question posée est alors de mieux caractériser les
processus cognitifs et leurs corrélats neuraux mis en jeu
par la tache et qui sous-tendraient cette vulnérabilité.
Notons que l’imagerie cérébrale fonctionnelle offre certaines réponses mettant en avant l’importance du fonctionnement du cortex préfrontal, plus précisément du cortex
cingulaire antérieur, lors de la réalisation du CPT. Utilisant
le DS-CPT, Siegel et al. montrent un déficit d’activité métabolique du cortex cingulaire antérieur droit, du cortex préfrontal supérieur médian droit, du gyrus temporal inférolatéral et une hyperactivation pariétale durant la tache, en
comparaison avec des sujets sains (20). Honey et al. ont
contrasté en IRM fonctionnelle la réponse BOLD obtenue
durant le DS-CPT avec la réponse mesurée durant le CPT
imposant une moindre charge cognitive (9). Comparés
aux patients schizophrènes, les sujets sains montrent une
plus forte modulation de la réponse BOLD en fonction de
la charge cognitive dans deux régions : le cortex cingulaire
antérieur et le cervelet. De plus, les corrélations fonctionnelles existant chez le sujet normal entre le cortex cingulaire antérieur et le reste du cortex préfrontal ne sont pas
retrouvées chez les patients. Pour ces auteurs, de telles
anomalies d’activation peuvent être interprétées dans le
cadre de modèles de dysconnection fonctionnelle et pourraient s’expliquer par des anomalies anatomiques du cortex prefrontal et/ou de ses connections avec d’autres
structures.
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LES MULTIPLES FACETTES DE L’ATTENTION
Les circuits cérébraux mis en jeu par les processus
attentionnels ont, de longue date, fait l’objet de nombreuses hypothèses à partir des constatations neuropsychologiques et, plus récemment, des résultats de l’imagerie
cérébrale fonctionnelle. La connaissance de ces circuits
est maintenant suffisamment précise selon Posner et Fan
pour qu’il soit approprié d’utiliser la métaphore de l’organe
(17). Ainsi conceptualisé, « l’organe attentionnel » agirait
sur les autres systèmes neurocognitifs par une action topdown pour faciliter certains traitements de l’information.
Trois systèmes seraient à l’origine des phénomènes attentionnels et pourraient être isolés d’un point de vue anatomique, neurochimique, génétique et pathologique :
– le système d’alerte correspond au maintien d’un état
d’alerte ou de vigilance précédent l’apparition d’un stimulus attendu ;
– le système d’orientation permet de filtrer les informations sensorielles ; dans la modalité visuelle, il s’agit principalement de sélectivité spatiale sur une zone du champ
visuel ;
– le contrôle exécutif permet de résoudre les conflits
entre réponses contradictoires.
Il est intéressant de s’attarder sur ce modèle du fait de
développements expérimentaux ayant l’originalité de
s’appuyer sur un paradigme unique, « l’Attention Network
Test » (ANT), qui est conçu pour solliciter les trois systèmes attentionnels durant la même tâche, et ceci de
manière dissociable (4). Durant la tache, le sujet se voit
présenter des flèches (dites « cibles ») pouvant être orientées à droite, à gauche ou bien, à la fois, à droite et à gauche. Selon la configuration, il doit répondre en pressant,
respectivement, soit le bouton droit, soit le bouton gauche,
soit les deux boutons. Le stimulus mêlant les deux directions est supposé entrainer un conflit cognitif et engager
particulièrement le contrôle exécutif. Les cibles sont placées sur l’écran soit au-dessus soit au-dessous d’une
croix centrale. Parfois, un indice sur la position de la cible,
et annonçant son arrivée, est fourni sous la forme d’un
symbole visuel. Trois conditions sont alors possibles : soit
aucun indice sur la position de la cible n’est fourni, soit un
indice congruent est fourni, soit un indice ininterprétable
est donné (par exemple, un symbole central). Par hypothèse, le système d’alerte sera engagé dans les deux conditions où un indice annonce l’apparition de la cible. En
revanche, le système d’orientation sera utilement mis en
jeu quand l’indice spatial sera congruent avec la position
des cibles. La mesure des temps de réaction tenant
compte de ces hypothèses permettrait de dégager trois
indices d’efficacité correspondant à l’opération des trois
réseaux attentionnels.
Chez le sujet normal, on constate que les indices ne
sont pas corrélés, ce qui suggère une certaine indépendance de ces systèmes (4). De manière intéressante,
l’usage de l’imagerie fonctionnelle semble conforter l’existence de plusieurs réseaux individualisables. L’IRM fonctionnelle permet de montrer que le réseau d’alerte mis en
jeu durant l’ANT mobilise un réseau neural comprenant
Vers une décomposition des troubles attentionnels schizophréniques
le sillon temporal supérieur gauche, le colliculus supérieur,
le thalamus, le cortex pariétal inférieur (3). Le réseau
d’orientation mettrait en jeu le cortex pariétal supérieur et
l’aire de motricité oculaire ou frontal eye field. Enfin, le contrôle exécutif active, entre autres, le cortex cingulaire antérieur, ce qui confirme les résultats antérieurs de Thiel et al.
(21).
Cette distinction sur des bases neurales entre plusieurs
sous-composantes attentionnelles met en avant l’importance du système de contrôle exécutif dont plusieurs
résultats expérimentaux montrent qu’il pourrait être sous
l’influence de facteurs neurochimiques et que ses performances pourraient être déterminées par des facteurs
génétiques. Fan et al. ont comparé les coefficients de corrélation au sein de paires de jumeaux monozygotes et
dizygotes pour les trois indices d’efficacité attentionnelle
de l’ANT (5). Les monozygotes présentent une corrélation
significative pour le réseau d’alerte (r = 0,46) mais surtout
pour le contrôle exécutif (r = 0,72). Par ailleurs, la qualité
du contrôle exécutif est significativement expliquée par le
polymorphisme du gène de la monoamine-oxydase (6).
En conséquence, certains aspects des phénomènes
attentionnels, comme le contrôle exécutif, peuvent, de
même que ce qui a été montré avec les formes à forte
charge cognitive du CPT, prétendre à être élevés au rang
d’endophénotypes.
Ces résultats sont particulièrement pertinents pour
l’étude de la pathologie schizophrénique si l’on considère
les résultats de Wang et al. qui indiquent que c’est justement le réseau de contrôle exécutif qui est le plus nettement perturbé dans cette pathologie au côté, dans une
moindre mesure, de l’orientation (22). En effet, les déficits
attentionnels présentés par les patients semblent pouvoir
être mis en évidence plus précisément dans les conditions
durant lesquelles le niveau de demande en traitement de
conflit, ou bien en traitement contextuel et en mémoire de
travail est élevé. Or, ces conditions sont justement celles
produisant une forte implication des régions préfrontales
médianes dont fait partie le cortex cingulaire antérieur.
Ces régions sont classiquement le siège de déficits d’activation dans le cadre de la pathologie schizophrénique,
dans la plupart des conditions expérimentales. De plus,
ces régions sont sous l’influence de la transmission dopaminergique, ce qui pourrait expliquer en partie certains
effets des médications antipsychotiques sur la cognition
des patients.
CONCLUSIONS
Cet aperçu sur les recherches portant sur les systèmes
attentionnels et leurs perturbations dans la schizophrénie
démontrent l’importance heuristique des paradigmes
attentionnels tels que les CPT à forte charge cognitive ou
l’ANT pour l’étude de la pathologie. Il démontre aussi, ce
qui peut paraître une évidence, la nécessité de bien différencier les différents circuits qui contribuent au phénomène subjectif et qui lui imposent ses caractéristiques
accessibles à l’investigation phénoménologique. Les neuS 363
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rosciences ont apporté la preuve qu’il est pertinent d’individualiser le phénomène de contrôle exécutif permettant
la sélection de réponses, des phénomènes d’alerte/vigilance ou encore des processus d’orientation associés au
filtrage perceptif. Il apparaît que la fréquente confusion de
ces différents niveaux dans la littérature sur la schizophrénie, aboutissant à les assimiler à un concept unique de
« trouble attentionnel », nuit à la confrontation des résultats expérimentaux et à la détermination des facteurs
influençant la pathologie. Les nombreuses publications
sur les troubles attentionnels dans la schizophrénie (se
comptant par centaines voire milliers) mènent à une banalisation du terme et à une vision monolithique d’un construit psychologique aux multiples facettes. Par exemple,
nous avons vu tant avec les études sur le CPT qu’avec le
modèle de Posner et collaborateurs que la composante
exécutive des processus attentionnels était particulièrement impliquée dans la schizophrénie. Cette composante
est, de plus, mise en cause chez les apparentés sains et
a des caractéristiques d’héritabilité génétique ce qui pourrait indiquer qu’elle peut prétendre au qualificatif d’endophénotype. De plus, il pourrait exister une action neurochimique par le biais des systèmes dopaminergiques sur
les sites neuraux sous-tendant ce système, à savoir les
aires préfrontales médianes et le cortex cingulaire antérieur.
Ces indications remettent paradoxalement en cause
l’hypothèse d’un véritable trouble attentionnel comme
maillon cognitif central de la schizophrénie puisque
d’autres processus cognitifs sont impliqués dans l’attention exécutive comme le traitement du contexte ou la
mémoire de travail. Nous voyons que la pathologie schizophrénique remet en cause l’interaction (souvent qualifiée de top-down) entre systèmes d’intégration des informations et processus automatiques. À ce titre, l’étude de
l’attention s’enrichirait probablement en s’intéressant à un
domaine tel que celui de la cognition sociale. Les stimuli
sociaux sont l’objet, de même que toute perception, de
processus de filtrage et d’intégration. Or, il est étonnant
de voir que peu d’auteurs (pour ne pas dire aucun) se
soient penchés sur l’impact des phénomènes attentionnels sur les processus de mentalisation.
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