Fonctions exécutives : planification et raisonnement

Fonctions exécutives

• Liées au cortex préfrontal
• Des lésions peuvent initialement sembler normales, mais entraînent des difficultés dans la vie quotidienne
• Comprend la planification, le raisonnement, la prise de décision et le changement de stratégie

Définitions et taxonomie

• Les fonctions exécutives modulent d'autres fonctions cognitives
• Elles sont flexibles et liées aux objectifs de l'organisme
• Agissent comme un superviseur ou un chef d'orchestre de la cognition
• Impliquent un traitement généralement lent et réfléchi, parfois rapide et hors du champ de conscience
• Guident les actions et le flux d'informations sensorielles
• Résultent de l'activation de nombreuses régions cérébrales, notamment le cortex frontal et pariétal et les noyaux gris centraux

Règles

• Elles guident le comportement humain
• Elles sont abstraites et s'appliquent à diverses situations
• Sont flexibles, peuvent être créés ou être modifiés, et varient selon les pays
• Impliquent la mémoire de travail pour maintenir et modifier les règles en mémoire

Contrôle

• Permet d'appliquer des règles dans un contexte spécifique
• Implique l'utilisation de règles appropriées
• Comprend quatre types de manipulation : initiation de nouvelles règles, inhibition des règles inappropriées, « shifting » (changement spontané) et relier les règles pour former des règles plus abstraites
• « Shifting » nécessite de prendre en conte des contingences de haut niveau et adopter de bons comportements
• Le « shifting » est illustré par la conduite à droite au Mexique, aux États-Unis et au Canada, ce qui équivaut à conduire à droite en Amérique du Nord
• Le monitoring de conflit surveille l'environnement et pour guider l'utilisation des autres fonctions exécutives

Lien avec la mémoire de travail

• Les fonctions exécutives reposent sur la MCT (mémoire à court terme) qui a une capacité limitée
• La mémoire de travail guide l'exécution et le maintien des règles
• L'administrateur central de la mémoire de travail comprend trois systèmes esclaves : la boucle phonologique, le calepin visuo-spatial et le tampon épisodique
• La boucle phonologique traite les informations verbales et contient un entrepôt phonologique et un système de répétition articulatoire
• Le calepin visuo-spatial traite les informations visuelles et spatiales et possède également un « entrepôt »
• Le tampon épisodique stocke temporairement des informations épisodiques, sémantiques, verbales, visuelles et d'autres modalités sensorielles

Modèle des fonctions exécutives

• Miller et Cohen ont proposé un modèle en 2001
• Ce modèle considère les fonctions exécutives comme un opérateur d'aiguillage
• Relai l'info en respectant les besoins immédiats et les objectifs à long terme
• Exemple : répondre au téléphone fixe chez soi, mais pas chez le voisin, comprendre un diagramme complexe ou s’adapter aux règles sanitaires en 2020

Neuroanatomie et étude de lésions

• Hitzig et Fristch, physiologistes allemands, ont réalisé en 1860 des expériences sur la stimulation électrique du cortex moteur chez le chien
• La stimulation entraînait un mouvement controlatéral des membres, et des lésions augmentaient les capacités
• David Ferrer et Leonardo Bianchi ont étudié les lésions bilatérales du cortex préfrontal
• Ces lésions peuvent causer l'incapacité à reconnaître des objets ou à utiliser l'expérience passée, ainsi qu'un déficit des réponses émotionnelles, des difficultés à prendre des initiatives et un comportement incohérent
• Les lésions unilatérales n'induisent pas de tels changements
• Le cortex préfrontal se compose de différentes régions, notamment le cortex dorsomédian postérieur
• Le cortex préfrontal représente 35 % du cerveau humain, et est aussi important chez les gorilles et les orangs-outans
• Un cortex préfrontal plus volumineux est corrélé à de meilleures fonctions exécutives
• Notamment : le gyrus cingulaire antérieur, le cortex pariétal postérieur, ganglions de la base (striatum, globus pallidus)

Anatomie des fonctions exécutives et connectivité

• Le cortex préfrontal est fortement connecté, surtout bilatéralement, avec le thalamus et notamment les noyaux médiodorsaux, l'insula, les noyaux gris centraux, et le cortex cingulaire antérieur
• Connexions unidirectionnelles avec retour direct via le thalamus et la substance noire
• Spécificité des connexions : le cortex préfrontal latéral est lié aux aires prémotrices et motrices supplémentaires et aux cortex visuels et auditifs secondaires (V2 et A2)
• Le cortex préfrontal ventromédian et orbitofrontal a des connexions avec l'amygdale et le lobe temporal médian, le cortex somatosensoriel secondaire (S2), cortex orbitofrontal uniquement et le cortex olfactif primaire
• Sont également associés les cortex gustatif primaire et somatosensoriel primaire (S1)

Lésions des lobes frontaux

• Les lésions des lobes frontaux peuvent sembler normales à priori
• Principalement le langage, la perception et la motricité sont globalement préservés
• Si présents, les troubles de la mémoire sont subtils
• Des difficultés sévères rendent difficile de faire la moindre activité
• Le syndrome frontal dysexécutif implique une lésion du cortex préfrontal latéral et un QI normal
• Il engendre un déficit en planification, un manque d'initiative et un manque d'intérêt social, et des difficultés à interagir avec les autres
• L'anosodiaphorie, souvent présente, se traduit par l'indifférence à sa propre maladie
• Les confabulations, parfois observées, impliquent des troubles de la mémoire entraînant la fabrication, la distorsion ou une interprétation erronée des souvenirs sans intention de tromperie consciente
• Certains chercheurs suggèrent que le syndrome dysexécutif résulte d'un déficit de la mémoire de travail (MT) qui affecte l'administrateur central et les systèmes esclaves
• Le syndrome frontal de désinhibition résulte d'une lésion des portions ventrales et médianes du cortex préfrontal et n'affecte pas le QI
• Se caractérise par une performance normale de la mémoire de travail, un échec au Wisconsin Card Sorting test et une vie chaotique
• Se manifeste par une activité incessante, parfois de la manie, des difficultés avec les indices sociaux, un sens de l'humour atypique et la révélation de détails personnels embarrassants
• Gage avait une lésion probable du cortex orbitofrontal et préfrontal médian
• Dans son cas, le comportement était moins chaotique rapporté dans la légende
• Changement complet de comportement après qu'une barre de métal lui transpercé le crane
• Décédé 12 ans plus tard à la suite d'une crise d'épilepsie
• Des modélisations informatiques et de récentes recherches soutiennent l'hypothèse que les symptômes étaient atténués immédiatement après l'accident
• Le syndrome de dépendance environnementale, étudié en 1980 par François Lhermitte, est associé à des lésions des parties antérieures et médianes du lobe frontal
• Il se caractérise par des comportements inflexibles basés sur l’environnement immédiat et une perte d’autonomie face au monde extérieur
• Le comportement d'imitation et d'utilisation sont caractéristiques
• Ex: Comportement d'imitation - les patients imitent les actions de l'examinateur, même s'ils sont invités à ne pas le faire
• Comportement d'utilisation - les patients utilisent les objets présents, même si ce n'est pas nécessaire et le cadre posé par terre, sans qu'on demande

Points communs des lésions frontales

• Altération de la formation de règles de comportement
• Mise à jour des règles en fonction de l'environnement difficile
• Implantation des règles pour agir de manière correcte ou efficace

Règles : initiation de nouvelles règles

• La capacité à extraire des principes ou des règles de nos expériences permet de s'adapter aux nouvelles situations
• Règles abstraites, non-liées à un stimulus ou action spécifique
• Objectifs: flexibilité comportementale
• Syndrome frontal dysexécutif : Difficulté à initier des nouvelles règles. Donc associé au cortex préfrontal latéral

Aboulie

• Léthargie
• Difficulté à initier des actions de manière volontaire
• Difficulté à maintenir l'attention ou à poursuivre une action motrice pendant une période prolongée (ex: impossible de tirer la langue pendant 20 secondes)

Wallis : Bases cérébrales dans l'encodage des règles

• Implantés et entraînés á utiliser deux règles abstraites
• Répondre à une image lors du test, en fonction de la regra en vigeur pour cet essay
• Si jus + image: règle « identique »
• Image est présentée : attendre, sinon à test 1
• SI on a son aigu + image règle « différente »
• Les images ne sont pas présentées : Attendre test A

Le résultat

• Test au de-dessus du hasard lorsqu'un nouvelle image vient de sortir
• Capacité d'abstraire

• Tests de neurones lorsque la règle correspond à l'indépendance de l'objet
• Abstraites générées par le préfrontal latéral
• Concrètes générées par les ganglions de la base

Cools, Clark & Robbins examinent différents facteurs en 2004

• Sélection d'un de deux objets complexes en appuyant un Bouton duIRMF
• Si entouré d'un carré bleu: Choisir un objet différent de l'essaie d'avant
• Si fenêtre est jaune- Choisir le même objet

On a 4 conditions expérimentales

• La réponde audacieuse dans 3 conditions:
• Préfrontal latéralRéponds aux changements

Inhibition des règles comportamentales inappropriés

• Arrêter les comportements habituels et améliorer
• Empêcher des comportements inappropriés dans le contextes sociaux

Arrêter les habitudes appropriées

• Cortex préfrontal latéral impliqué
• Notre cerveau trouve les intrus d' une rangée automatique
• Polich 2007

EEG avec onde à oddball

• Produits par un réseau de sources
• ambiguété avec ERP : Objets qui provoque l'ERP
• Huettel & McCarthy ont mené une étude en (2004)

EEG Résultats

• Abstrait main droite, main gauche Droit à gauche
• Les règles rares
• Règle inferéquente

Tâche « GO »

• Pas de StimuliRare sont semblables à Tâche Oddball
• Cortez frontal est semblable

Inhibition

• Socialement inacceptable
• Traumatisme avec syndromes fort
• Altère l' émotivité

Le test de Windsor: le QI

• Permat l'inhibition avec un bas QI
• Changement spontané du changement au moment du test
• Il y a souvent difficulté, il peut y avoir des erreurs facilement
• Patients le test sont confrontés à le perseveration
• Les dommages sont facilement remarqués en faisant le test

Fonctions: Changement dans les règles

• Cortez ventral et obito frontal
• Rélant contre le bien au mal

On peut établir des relation entre les règles comportementales

• Capacité de voir les modèles, cognitification
• Cortexfrontal et les pôles des Animaux font exception à celle -ci
• Matric de Raven aide mesurer l'intelligence

Kurt Goldestine

• Mal à être dans une nouvelle endroit
• N'intègre pas les images
• Cortez frontal ou frontopolaire
• Raven

Smith et al on fait les tests avec des formes

• juger lequel est relié au test