Anatomie frontale et fonctions (avec images)

Le lobe frontal c'est peut-être la zone du cerveau qui nous distingue le plus des humains du reste des animaux. Pour cette raison, il a suscité un intérêt particulier pour les chercheurs, qui ont mené de multiples études sur leurs fonctions et leurs mécanismes de fonctionnement.

Le lobe frontal humain est en grande partie liée à des fonctions importantes telles que la langue, le contrôle des actions motrices et fonctions exécutives, de sorte que, en cas de blessure, la personne peut souffrir de graves problèmes également abordés dans cet article.

Neuroanatomie du lobe frontal

Lieu

Avant d'expliquer les fonctions du lobe frontal, son emplacement et son anatomie seront décrits.

Le cerveau est composé d'aires corticales et de structures sous-corticales. Je commencerai par les aires corticales puisque le lobe frontal en fait partie.

Le cortex cérébral est divisé en lobes, séparés par des rainures, les plus célèbres sont le frontal, pariétal, temporal et occipital, bien que certains auteurs postulent que il y a aussi le lobe limbique (Redolar, 2014).

La croûte est divisée en deux hémisphères, la droite et la gauche, de sorte que les lobes sont présents de manière symétrique dans les deux hémisphères, qu'il y ait un lobe frontal droit et un gauche, un lobe pariétal droit et gauche, et ainsi de suite .

Les hémisphères cérébraux sont divisés par la fissure interhémisphérique tandis que les lobes sont séparés par des sillons différents.

Image adaptée de: le personnel de Blausen.com. "Galerie Blausen 2014". Wikiversity Journal of Medicine. DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 20018762. (Travail personnel) [CC BY 3.0], via Wikimedia Commons

Le lobe frontal provient de l'avant du cerveau au sulcus (ou sulcus central) commence là où le lobe pariétal et les côtés, à la fissure Sylvan (ou côté fissure) qui sépare le lobe temporal.

En ce qui concerne l'anatomie du lobe frontal humain, on peut dire qu'il est très volumineux et qu'il a une forme pyramidale. Il peut être divisé en cortex pré-central et préfrontal:

1. Le cortex précentral il est composé du cortex moteur primaire (zone 4 de Brodmann), du cortex prémoteur et du cortex moteur supplémentaire (zone 6 de brodmann). Cette zone est essentiellement motrice et contrôle les mouvements phasiques du corps (programmation et initiation des mouvements) ainsi que les mouvements nécessaires pour produire le langage, la posture et l'orientation du corps.
2. Le cortex préfrontalIl est la zone d'association, se compose de dorsolatéral, ventrolatéral et le cortex orbitofrontal et ses fonctions sont liées au système de direction, tels que le contrôle et la gestion des fonctions exécutives.

Image adapté de: Neurotiker (travail propre) [GFDL, CC-BY-SA-3.0 ou CC BY-SA 2.5-2.0-1.0], via Wikimedia Commons

Le lobe frontal, et en particulier le cortex préfrontal, est la région corticale la plus connectée au reste du cerveau. Les principales connexions sont les suivantes:

1. Connexions frontales cortico-corticales. Recevoir et envoyer des informations aux autres lobes. Les plus importants sont les connexions frontotemporale, qui sont liés à l'activité et Auditory fronto liés au contrôle et à la régulation de la sensibilité et la douleur kinesthésique cutanée.
2. Connexions cortico-corticales antérieures.
   • Connexions fronto-thalamiques.
     • Noyaux thalamiques centraux latéraux reliés au cortex précentral.
     • Noyau thalamique dorsomédial qui se connecte au cortex préfrontal, lié en quelque sorte à la mémoire.
     • Noyau thalamique ventral antérieur qui se raccorde au cortex frontal limbique (zone cingulée).
   • Connexions fronto-limbiques. Ils facilitent la régulation émotionnelle et affective par les sécrétions neuroendocriniennes et neurochimiques.
   • Circuits Fronto-Basaux. Dans ces circuits, des sections du lobe frontal sont reliées au strié, au globe pâle et au thalamus:
     • Circuit moteur, lié au contrôle des mouvements.
     • Circuit oculomoteur, lié à l'association entre nos mouvements et la position des objets identifiés à travers la vue.
     • Circuit préfrontal dorsolatéral, lié aux fonctions exécutives.
     • Cingulate circuit préfrontal, lié aux réponses émotionnelles.

Une façon rugueuse de dire que le lobe frontal reçoit entrées des zones responsables du traitement sensoriel de l'information et envoie sorties aux secteurs chargés de donner une réponse, en particulier le moteur.

Le cortex préfrontal

Le cortex préfrontal est la dernière zone à se développer dans le lobe frontal et le cerveau en général. Ce domaine est particulièrement important car il remplit des fonctions sans lesquelles nous ne serions pas efficaces dans nos activités quotidiennes, telles que la planification et l’organisation des comportements futurs.

Il a une forme pyramidale, comme le lobe frontal, et a une face interne, une face externe et une face interne.

En ce qui concerne les connexions qu'il établit avec le reste des structures, il existe trois circuits principaux:

1. Circuit préfrontal dorsolatéral. Il va dans la zone dorso-latérale du noyau caudé.De là, il se connecte au globe médial pâle et à la substance noire. Ils projettent les noyaux thalamiques dorso-médiaux et ventral-antérieurs et de là ils retournent au cortex préfrontal.
2. Circuit orbitofrontal. projets de noyau ventromédian au caudé, après le pallidum et la substantia nigra ventromédian, passe donc à la médiane ventrale-dorsale et antérieure noyaux thalamiques et retourne enfin au cortex préfrontal.
3. Circuit précédent de cingulate. Projeter le striatum ventral, ce qui a des connexions au pallidum, la zone tegmentale ventrale, le habénula, l'hypothalamus et l'amygdale. Enfin, il retourne au cortex préfrontal.

Les fonctions de comportement de structuration, d'organisation et de planification sont attribuées à ce domaine. Le patient souffre des échecs suivants si cette zone est blessée:

• Les défaillances en capacité sélective.
• Les échecs dans une activité soutenue.
• Déficits dans la capacité associative ou dans la formation de concepts.
• Déficits de capacité de planification.

Fonctions du lobe frontal

Le lobe frontal remplit plusieurs fonctions qui peuvent être résumées en:

• Fonctions exécutives:
  • Simulation virtuelle du comportement à réaliser à travers des expériences et des apprentissages antérieurs et indirects.
  • Fixer un objectif et les étapes à suivre pour le compléter.
  • Planification, coordination et mise en œuvre des comportements nécessaires pour atteindre l'objectif.
  • Maintien des objectifs tout au long du processus jusqu'à atteindre l'objectif. Ici, la mémoire de travail et l'attention soutenue sont impliquées.
  • Inhibition d'autres stimuli qui n'ont rien à voir avec le but et qui peuvent interférer avec eux.
  • Coordination de tous les systèmes nécessaires pour effectuer les actions nécessaires, telles que sensorielle, cognitive et comportementale.
  • Analyse des résultats obtenus et, si nécessaire, modification des comportements à partir de ces résultats.
• Fonctions sociales:
  • Inférence des intentions et des pensées des autres. Cette capacité s'appelle la théorie de l'esprit.
  • Réflexion sur nos connaissances et intérêts et notre capacité à les communiquer.
• Fonctions émotionnelles:
  • Contrôle des stimuli de renforcement pour nous motiver à effectuer les processus cognitifs et les comportements que nous devrions accomplir.
  • Régulation des impulsions.
  • Conscience des émotions.
• Fonctions du moteur:
  • Séquençage, coordination et exécution des comportements moteurs.
• Fonctions linguistiques:
  • Capacité à comprendre la langue des autres et à produire la notre.

Ensuite, les fonctions exécutives seront décrites plus en profondeur en raison de leur grande importance chez l'homme.

Fonctions exécutives

Les fonctions exécutives pourraient être définies comme la dernière étape dans le contrôle, la régulation et la direction du comportement humain. Ce concept se pose pour la première fois de la main de A.R. Luria en 1966 dans son livre intitulé La fonction corticale supérieure chez l'homme (cité dans León-Carrión & Barroso, 1997).

Lezak a popularisé ce terme dans la psychologie américaine. Cet auteur met en évidence la différence entre les fonctions exécutives et cognitives, en disant que même si les fonctions cognitives subissent des dommages si les fonctions exécutives fonctionnent correctement, la personne restera autonome et productive indépendante, constructive (cité à León-Carrión et Barroso, 1997).

Les fonctions exécutives sont composées de quatre composantes:

1- Formulation d'objectifs. C'est le processus par lequel les besoins sont déterminés, ce qui est recherché et ce qui est capable de réaliser ce qui est désiré. Si une personne a cette fonction modifiée, il ne peut pas penser à ce qu'il devrait faire et présente des difficultés dans le démarrage des activités.

Ces altérations peuvent se produire sans nécessité de lésions cérébrales, simplement avec une mauvaise organisation dans le lobe préfrontal.

2- Planification Il est chargé de déterminer et d’organiser les mesures nécessaires pour réaliser une intention.

Ce processus nécessite certaines capacités comme conceptualiser les changements dans les circonstances actuelles, être lui-même développé dans l'environnement, voir l'environnement objectivement en mesure de concevoir des solutions de rechange, organiser des élections et construire une structure pour mener à bien le plan.

3- Mise en œuvre des plans. Elle est interprétée comme l’action d’initier, de maintenir, de modifier et de réaliser des séquences de comportements complexes de manière intégrale et ordonnée.

4- Exécution efficace. C'est l'évaluation basée sur les objectifs et les ressources utilisés pour atteindre ces objectifs.

Le système d'enseignement est très important pour la configuration correcte des fonctions exécutives, puisque ces fonctions commencent à se développer dans l'enfance, dès la première année de la vie et ne se développent pas avant la puberté ou même plus tard.

Les fonctions exécutives sont principalement liées au cortex préfrontal, mais certaines études avec TEP (tomographie par émission de positons) indiquent que lorsque l'activité devient une routine, une autre partie du cerveau reprend l'activité pour faire « libre » à cortex préfrontal et qu'il peut s'occuper d'autres fonctions.

Évaluation du rendement de la direction

Les techniques les plus utilisées pour l'évaluation du système exécutif sont les suivantes:

• Test de tri de cartes Wisconsin. Test dans lequel le patient doit classer une série de cartes de plusieurs manières, en utilisant une catégorie différente à chaque fois. Des échecs dans ce test impliqueraient des problèmes dans la formation de concepts qui pourraient être dus à des blessures dans le lobe frontal gauche.
• La tour de Hanoi-Séville. Ce test est utilisé pour examiner des compétences complexes en résolution de problèmes.
• Tests de labyrinthe. Ces tests fournissent des données sur les plus hauts niveaux de fonctionnement du cerveau nécessitant une planification et une prévoyance.
• Jouets de construction. Ce sont des tests non structurés et sont utilisés pour évaluer les fonctions exécutives.

Dysfonctionnements du lobe frontal

Le lobe frontal peut être endommagé par des traumatismes, des crises cardiaques, des tumeurs, des infections ou le développement de certains troubles tels que des troubles neurodégénératifs ou des troubles du développement.

Les conséquences de l'endommagement du lobe frontal dépendront de la zone endommagée et de l'étendue de la blessure. Le syndrome, mieux connu sous le nom de lésion du lobe frontal, est le syndrome préfrontal décrit ci-dessous.

Le syndrome préfrontal

La première description bien documentée d'un cas de ce syndrome a été faite par Harlow (1868) à propos du cas de Phineas Gage. Au fil du temps, ce cas a continué d'être étudié et est aujourd'hui l'un des plus connus dans le domaine. de psychologie (cité dans León-Carrión & Barroso, 1997).

Phineas travaillait sur les traces d'un train lorsqu'il a eu un accident alors qu'il compactait de la poudre à canon avec une barre de fer.

Il semblerait qu'une étincelle vienne à la poudre à canon et elle a explosé en lançant la barre de fer directement sur sa tête. Phineas a subi une lésion dans le lobe frontal gauche (en particulier dans la région orbitale médiale), mais il était toujours en vie, même s'il avait encore des suites.

Les changements les plus importants dus à la blessure subie ont été une augmentation des impulsions, une incapacité à contrôler et des difficultés à planifier et à organiser.

Les personnes atteintes du cortex préfrontal blessé ont des changements de personnalité, de motricité, d'attention, de langage, de mémoire et de fonctions exécutives.

Changements de personnalité

Selon Ardila (cité dans León-Carrión et Barroso, 1997), il existe deux manières de décrire les changements de personnalité causés par ce syndrome:

1. Changements d'activation pour l'action. Les patients ont tendance à ressentir de l'apathie et du désintérêt. Par conséquent, ils font tout avec réticence et ne sont pas très proactifs.
2. Changements dans le type de réponse. La réponse du patient n'est pas adaptative, elle ne correspond pas au stimulus qui lui est présenté. Par exemple, ils peuvent passer un examen et choisir les vêtements qu'ils vont porter trop longtemps au lieu d'étudier.

Changements de Motricité

Parmi les changements de la motricité, on peut trouver:

• Réflexes néonataux. Il semble que les patients involucionariens et sont revenus à avoir les réflexes qui ont les bébés et ils sont perdus avec le développement. Les plus habituels sont:
  • Réflexion de Babinski. Extension tonique dorsale du gros orteil.
  • Réflexe de préhension Fermez la paume de votre main quand quelque chose le touche.
  • Réflexion d'aspiration.
  • Réflexe palmomentonien. Toucher la paume de la main déclenche des mouvements du menton.
• Répétez les actions de l'examinateur.
• Ils réagissent exagérément aux stimuli.
• Désorganisation du comportement.
• Répétez le même mouvement encore et encore.

Changements d'attention

Les principaux changements concernent la réponse à l'orientation, les patients ont des déficits pour s'orienter vers les stimuli à la maison et pour suivre les instructions de l'examinateur.

Changements de langue

Les plus caractéristiques sont:

• Aphasie motrice transcorticale. Le langage est très limité et réduit à de courtes phrases.
• Langue sous-vocale Modifications de l'appareil vocal, probablement dues à l'aphasie, de sorte que la personne se prononce étrangement.
• Commission d'erreurs de nommage, comment persévérer et répondre avant les fragments du stimulus et non le stimulus au niveau global.
• Ils réagissent mieux aux stimuli visuels que verbaux car ils maîtrisent mal le comportement par le langage.
• Ils ne peuvent pas maintenir un sujet central de conversation.
• Manque d'éléments de connexion pour donner des formes et faire le langage logique.
• Concret Ils donnent des informations concrètes sans les mettre en contexte, ce qui peut compliquer la compréhension de l'interlocuteur.

Changements de mémoire

Les lobes frontaux jouent un rôle important dans la mémoire, en particulier dans la mémoire à court terme. Les patients présentant des lésions dans le lobe frontal présentent des problèmes de stockage et de rétention de la mémoire. Les modifications les plus fréquentes sont les suivantes:

• Organisation temporelle de la mémoire. Les patients ont des problèmes pour commander des événements au fil du temps.
• Amnesias, en particulier pour les blessures produites dans la zone orbitale.

Changements dans les fonctions exécutives

Les fonctions exécutives sont les plus touchées chez les patients présentant des lésions frontales, étant donné qu’une élaboration complexe, l’intégration et la coordination de plusieurs composants sont nécessaires à la bonne performance.

Les personnes présentant un syndrome frontal sont incapables de définir un objectif, de planifier, de mener des actions de manière ordonnée et d’analyser les résultats obtenus. Ces déficits les empêchent de mener une vie normale car ils interfèrent avec leur travail / école, leur famille, leurs tâches sociales ...

Bien que les symptômes décrits soient les plus fréquents, leurs caractéristiques ne sont pas universelles et dépendront à la fois des variables du patient (âge, performance prémorbide ...) et des lésions (localisation spécifique, ampleur ...) et de l'évolution du syndrome.

Syndromes typiques

La catégorie des syndromes frontaux est très large et englobe une autre série de syndromes qui diffèrent selon la zone lésée.

Cummings (1985) décrit trois syndromes (cités dans León-Carrión & Barroso, 1997):

1. Syndrome orbitofrontal (ou désinhibition). Elle se caractérise par la désinhibition, l'impulsivité, la labilité émotionnelle, le manque de jugement et la distraction.
2. Syndrome de convexité frontale (ou apathique). Elle se caractérise par une apathie, une indifférence, un retard psychomoteur, une perte d’élan, une abstraction et une mauvaise catégorisation.
3. Syndrome frontal (ou akinétique du lobe frontal). Elle se caractérise par un manque de gestes et de mouvements spontanés, une faiblesse et une perte de sensation dans les extrémités.

Imbriano (1983) ajoute deux autres syndromes à la classification élaborée par Cummings (cité dans León-Carrión & Barroso, 1997):

1. Syndrome polaire. Produit par des blessures dans la zone orbitale. Elle se caractérise par des altérations de la capacité intellectuelle, de la désorientation temporo-spatiale et du manque de maîtrise de soi.
2. Syndrome Esplénial. Produit par des lésions médiales gauches. Caractérisé par des altérations des expressions faciales affectives et de l'indifférence affective, des troubles de la pensée et des altérations du langage.

Références

1. Carmona, S. et Moreno, A. (2014). Contrôle exécutif, prise de décision, raisonnement et résolution de problèmes. Dans D. Redolar, Neuroscience Cognitive (pp. 719-746). Madrid: Médica Panamericana S.A.
2. León-Carrión, J. et Barroso, J. (1997). Neuropsychologie de la pensée. Séville: KRONOS.
3. Redolar, D. (2014). Lobes frontaux et leurs connexions. Dans D. Redolar, Neuroscience Cognitive (pp. 95-101). Madrid: Médica Panamericana S.A.