Cours M1 neuropsychologie Partie 1 (PDF)

Ph ALLAIN Cours M1 S1 Neuropsychologie

APPROCHE THÉORIQUE
DES FONCTIONS EXECUTIVES
Cours Master 1 Partie 1
Philippe Allain
Professeur de Neuropsychologie

09/11/2014

Introduction
Fonctions exécutives : concept polymorphe, couvrant un
ensemble de processus psychologiques de haut niveau
(mémoire de travail, inhibition, flexibilité, etc.), nécessaires à la
planification, l’initiation, la régulation et la vérification des
comportements complexes et finalisés (Fasotti et Allain, 2009)

Laboratoire de Psychologie des Pays de la Loire (UPRES EA 4638), Université d’Angers
Centre Mémoire de Ressources et de Recherche, CHU Angers
Centre National de Référence pour les Maladies Neurogénétiques de l'Adulte, CHU Angers
Philippe.allain@univ-angers.fr
PhAllain@chu-angers.fr

Introduction

Introduction

On s'accorde aujourd'hui pour dire que le fonctionnement
exécutif implique la participation d'un très vaste réseau
cérébral :
- Incluant principalement le lobe frontal
- Mais débordant aussi vers d'autres régions du cerveau : les
structures temporales et pariétales postérieures et souscorticales (voir notamment Andrès et Van Der Linden, 2001)

ON A DONC :
Importante hétérogénéité dans les aires cérébrales
associées aux différentes fonctions exécutives
Beaucoup de données d'imagerie cérébrale fonctionnelles
actuelles vont en ce sens (revue de Collette et al., 2006)

INTRODUCTION
INTRODUCTION
Évolution de la
capacité crânienne
chez les hominidés :
Développement du
complexe pariéto-frontal

INTRODUCTION
cortex sensoriel
associatif
Messages
environnementaux

Cortex préfrontal très
connecté

CORTEX
PREFRONTAL

cortex moteur

Intégration

Exécution

(Intention, Planification,
Adaptation)

système
limbique
Messages
internes

thalamus

striatum
Procédures
motrices

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Cortex préfrontal
=
Carrefour d'informations

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INTRODUCTION

PREFRONTAL
-circuit dorso-latéral préfrontal
-circuit orbitofrontal
-circuit cingulaire antérieur

INTRODUCTION

Permet à l’information de s’organiser
pour obtenir une réponse
Intègre l’information limbique et
émotionnelle dans les réponses
comportementales

CPF
Dorsolatéral
(Cognition)

CPF
Orbitofrontal
(Comp. et Emot.)

CPF
Cingulaire antérieur
(Motivation)

Noyau Caudé
Dorsolatéral

Noyau Caudé
Ventromedian

Striatum
Ventral

Pallidum
SN

Pallidum
SN

Pallidum
SN

Thalamus
va, md

Thalamus
md

Sollicité pour le comportement motivé

STRIATUM
Connexions fronto-sous-corticales
très importantes

PALLIDUM
THALAMUS

Thalamus
va, md

Alexander et al. (1986), Bonelli et Cummings (2007)

INTRODUCTION

INTRODUCTION

Moteur (M)

Anatomie du lobe frontal

Prémoteur (PM)

Il constitue 30% du cortex de chaque hémisphére

Préfrontal (PF)

Il se divise en 3 principales régions :
- Motrice et prémotrice
- Préfrontale (région dorso-latérale convexe)
- Orbitaire (médio-basal, interne)
- Importance des circuits fronto-sous corticaux

Circonvolution
limbique

Cortex dorsolatéral pré-frontal
BA 46,45,9,10

INTRODUCTION

Cortex orbito-frontal
BA 47,25,11,10

Pathologies responsable des troubles exécutifs

Cortex cingulaire antérieur
BA 24c,32






face latérale

F
LP
xD

Cx

Rupture d’anévrysme



Thrombose veineuse
cérébrale



OF



Démence vasculaire
Démence sous-cortico-frontale





AComA







Sinus sagittal supérieur



Régions Frontales, Thalam, Striat




Parkinson, Huntington

Démence fronto-temporale
Dég. cortico-basale
Alzheimer

Processus inflammatoires


Tumeurs ou abcès








Autres lésions focales


Processus démentiels

ACM, ACA, thalamus












Ischémique/Hémorragique



Cx CA

C

face mésiale

Accidents Vasculaires
Cérébraux

SEP
Encéphalites

Hydrocéphalie

TC sévères
Godefroy et al. (2004)

D’après Jacquin Courtois, S. (2008)

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INTRODUCTION

Distinctions fonctions exécutives

Pathologies responsable des troubles exécutifs
Processus exécutifs «froids»

Processus exécutifs «chauds»

(Cognition «froide»)
- Résolution de problème (numériques)
- Planification/sequenciation
- Attention soutenu
- Inhibition
- Flexibilité
- Mise à jour
- Multi-tasking
- Etc….
Réseau cérébral impliqué :
Divisions frontales dorsolatérales et les
régions postérieurs et sous-corticales
connectées

(Cognition «chaude»)
- Expérience de la récompense
- Expérience de la sanction
- Regulation des conduites sociale
- Prise de décision
- Interpétation émotionnelle
- Interprétation sociale (cognition sociale)
- Etc….
Réseau cérébral impliqué :
Divisions frontales ventromédianes et les
régions et sous-corticales connectées

Introduction
Introduction

Présentation ici de quelques-uns des modèles disponibles
(perspective historique)

Modèles théoriques du fonctionnement exécutif probablement
parmi les plus nombreux en neuropsychologie humaine

Limitation à ceux développés pour des populations adultes,
avec applications concrètes en évaluation ou prise en
charge des fonctions exécutives

Introduction

Introduction

Certains modèles mettent l’emphase sur composante
«froide» du fonctionnement exécutif, d’autres ont trait à sa
composante «chaude»

Trois étapes principales dans ce cours :

Ces modèles peuvent être classés suivant qu’ils accordent
une large place à la notion de processus de contrôle de
l’activité ou à celle de représentation dans la régulation des
conduites élaborées.

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1.

L’étape clinique de description des troubles
comportementaux liés aux lésions des régions
frontales

2.

L’étape des modélisations sur bases anatomiques

3.

L’étape des modélisations sur bases cognitives

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Un peu d’histoire…

L’étape clinique
de description des troubles comportementaux liés
aux lésions des régions frontales

Classiquement, on considère que l’essor de la
neuropsychologie des lobes frontaux/fonctions
exécutives a débuté en 1848.
Histoire spectaculaire de Phineas Gage : victime, à 25
ans, d’un grave accident en manipulant des explosifs
Une barre à mine (longueur : 1,10 m; diamètre : 3 cm) lui
transperça crâne et encéphale, provoquant une
volumineuse lésion frontale (ventrale)
Phinéas Gage survit à ce TC ouvert, parle quelques
minutes après l’accident, descend presque seul de la
charrette le menant chez le Dr Harlow.

Dr Harlow soigne Phineas Gage plusieurs mois
Statut social de Pineas Gage se modifie
Phineas Gage s'en sort sans déficit neurologique.
Il parle bien.
Il a perdu la vue de l'œil gauche.

Ne peut plus être chef de chantier
S’embarque dans un parcours chaotique

Son «caractère» évolue :
Humeur changeante
Grossier
Inconstant
Capricieux

Elevage de chevaux (renvoyé)
Attraction au cirque Barnum de New-York
Conducteur de diligence à Santiago et Valparaiso

Mort de Pines Gage : 21 mai 1861 (13 ans après l'accident)
dans une grande crise d'épilepsie

Remontrances les plus sévères du Dr Harlow sans effet

Antonio et Hanna Damasio (1995) ont réanalyser les données acquises par le
Docteur Harlow au milieu du 19 ème
siècle.
Sur base de photographies du crâne de
Gage (conservé à Harvard), ils ont
reconstitué, virtuellement, le cerveau de
Gage à l'aide de techniques modernes.
Il semble que les lésions de la partie
orbitaire du cortex préfrontale de
Gage soit à l'origine de ce changement
de «caractère».

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Mieux….
Si vous allez à Boston (USA)… Allez à la “Harvard Medical School”…
Vous y apercevrez…. sur la gauche…. derrière les arbres….

Une plaque à la mémoire de ce célèbre
patient a été fixée sur un rocher a
Cavendish dans le Vermont (USA).

Boston, juillet 2014

La “Harvard Medical Library” (Francis A. Countway Library of Medicine)… Vous pouvez
y accéder par le “10 Shattuck Street”… Entrez… Laissez votre passport à l’acceuil…
Prenez l’ascenseur jusqu’au 5ème étage…..

Vous arrivez ainsi dans le “Warren Anatomical Museum”… Vous y découvrirez une
vitrine où sont conservés quelques écrits sur Phinéas Gage, son crâne et la fameuse
barre à mine… A côté d’une petite collection consacrée à la phrénologie…

Boston,
juillet
2014
Boston,
Boston, juillet
juillet 2014
2014

Boston, juillet
juillet 2014
2014
Boston,

AUTRES ETUDES

Jastrowitz (1888)
Modifications de la personnalité, étrange gaitée chez des
malades atteints de tumeurs frontales, de démence sénile ou
d’éthylisme avec atrophie frontale. Il parle de « moria ».
Oppenheim (1890)
Même constat d’une euphorie un peu niaise avec jeux de mots
faciles chez des patients avec tumeurs frontales.

Boston,
juillet 2014
2014
Boston,
Boston, juillet
juillet
2014

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AUTRES ETUDES

AUTRES ETUDES

Zacher (1901)
Difficultés attentionnelles, fatigabilité et apathie, entrecoupées
de périodes de comportement quasi normal, sans modification
spectaculaire de la personnalité chez un homme de 54 ans avec
lésions frontales. Le patient semble peu affecté par sa maladie.

Quensel (1914)
Patient avec traumatisme frontal dont l’impulsivité, l’agressivité
et les conduites inappropriées, rappellent les description de Welt
(1888). Par contre, l’examen clinique et les tests ne montrent
aucun trouble intellectuel.

Campbell (1909)
Même indifférence face aux troubles, chez un patient atteint
d’une tumeur frontale.

AUTRES ETUDES

Schuster (1902) et Bernhardt et Borchardt (1909)
La moria observée chez les patients avec tumeur frontale estelle spécifique ?
Elle est un signe patent de lésions frontales, même si elle peut
aussi apparaître chez des patients avec d’autres types de
lésions.
La moria est plus fréquente lors de tumeurs frontales droites,
mais les troubles du langage accompagnant les tumeurs
gauches masquent les signes comportementaux.

AUTRES ETUDES
Goldstein (1927, 1936a, b, 1944, 1948) : propose de rendre
compte des troubles neuropsychologiques frontaux en
s’appuyant sur la notion « d’attitude abstraite ». L’approche
connaît un vif succès pour l’interprétation de la
symptomatologie frontale mais ne permet plus aux cliniciens
de différencier des malades.
Goldstein (1936a, b, 1944, 1948) : suggère que certains
symptômes frontaux sont des réactions défensives, les
patients cherchant à se protéger de l’échec et de l’atteinte de
l’estime de soi occasionnés par le traumatisme psychique que
constitue la lésion cérébrale.

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AUTRES ETUDES
Feuchtwanger (1923) : synthèse d’observations faites auprès
de dizaines de blessés de guerre en comparant des patients
frontaux/non frontales. Il note :
Les troubles attentionnels, de l’humeur, l’apathie, l’impulsivité et la jovialité sont
plus fréquents chez les patients avec lésion frontales.
Les patients avec lésion non frontale présentent plutôt des déficits
sensorimoteurs, des troubles du langage ou de la mémoire.
• Il existe différents profils comportementaux chez les patients frontaux : apathie et
dépression versus euphoriques, psychopathie voire hystérie.
• Il existe un lien entre la personnalité antérieure et le profil comportemental postlésionnel.
• La latéralisation de la lésion a peu d’effet sur le profil.
•
•

Conclusions : Les lésions frontales altèrent la vie affective et la capacité à
organiser le comportement, tout en préservant les capacités cognitives de base
(perception, mémoire, idéation). Il existe probablement plusieurs formes de
syndrome frontal.

AUTRES ETUDES
Kleist (1934) : développe une cartographie détaillée du cerveau
où chaque région frontale repérée se voit attribuer une
fonction spécifique. Il pointe l’appauvrissement de l’idéation et
de l’expression verbale chez les patients avec lésions
frontales gauches (en l’absence de troubles de nature
phasique). Il souligne également le manque d’initiative
accompagnant les lésions frontales orbitaires.

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AUTRES ETUDES

AUTRES ETUDES

Brickner (1936) : étude de cas (homme d’affaires de 42 ans,
haut niveau d’éducation, excision quasi complète des lobes
préfrontaux, vu un an après l’intervention).
Le patient semble normal dans les échanges courts.
Son comportement est perturbé (obstination, agressivité verbale, vantardise,
grossièreté envers les soignants, propension aux plaisanteries faciles).

Le patient peut faire des raisonnements abstraits simples mais tient mal un
argumentaire. Son quotient intellectuel est à 95-100.
Ses réponses sont descriptives (dénomination des couleurs) au Rorschach.
Brickner (1936) évoque une accentuation des traits de personnalité
antérieure avec réactions défensives.
Les difficultés de raisonnement sont vues comme l’expression d’un déficit
central unique.

AUTRES ETUDES
Travail de Brickner encore inégalé
neuropsychologie écologique !!!!

Patient A (José) par Brickner
Ouvrage de plus de 300 pages sur ce seul cas
en 1936
José
Homme
41 ans
Tumeur frontale opérée (août et septembre 1930)

Résection bilatérale des aires frontales situées
en avant des régions motrices

AUTRES ETUDES
en

Brickner, son équipe, un sténographe observent le
quotidien de José pendant 8 mois :
Vont à son domicile
Partagent ses distractions
L’accompagnent en promenade
Le suivent en visites à New York

Données relevées :
Tous les dialogues
Les changements d’humeur les plus discrets
Les habitudes à table
Le comportement du lever au coucher
Les capacités de José à discuter de sujets variés (questions sociales, politiques,

Brickner divise les symptômes relevés en 2
catégories :
Troubles de l’humeur et de la personnalité
Diminution du contrôle des émotions
Surestimation personnelle
Conduite verbale sexualisée
Dénigrement d’autrui
Hostilité envers les partenaires sociaux
Colère
Modification du sens des valeurs morales,
Etc.

Désordres intellectuels proprement dits
Problème central de José «Diminution de la capacité à associer et à
synthétiser des engrammes mentaux en synthèse complexe»

économiques, juridiques, morales, sexuelles, etc.)

AUTRES ETUDES

AUTRES ETUDES

Conclusions de Brickner
Déficience intellectuelle à l’origine de
l’ensemble de la sémiologie
Troubles émotionnels secondaires
Difficulté à faire un effort de synthèse intellectuelle
entraînerait :
Réactions défensives
Diminution de l’intérêt
Inertie pour les opérations intellectuelles
Réactions agressives
Etc.

Ackerly (1937) : patiente de 37 ans avec lésion frontale
bilatérale comparable. Le bilan psychométrique ne montre pas
d’altération intellectuelle. La malade garde la même énergie à
s’engager dans ses activités domestiques et sociales. Ses
proches la trouvent inchangée, très sociable, sympathique et
généreuse. Toutefois, elle a plus de mal à sortir d’une tâche,
paraît travailler davantage et progresse dans l’apprentissage
de l’anglais.

Conduites sociales inadaptées interprétées comme une
conséquence de la mauvaise analyse de la situation
sociale.

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AUTRES ETUDES
Vincent (1935) :
Conteste l’existence de troubles cognitifs et comportementaux
chez les patients à lésions frontales.
L’exérèse partielle ou totale des lobes frontaux n’est pas
responsable
des
divers
symptômes
cognitifs
et
comportementaux observés.

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AUTRES ETUDES

Vincent (1935)
Présente son travail à Londres, au Congrès Mondial de
Neurologie (1935), lors d’un symposium consacré au lobe
frontal.

Le lobe frontal n’étant pas une structure cérébrale autonome,
son activité est régulée par les régions du cerveau avec
lesquelles il est connecté.
Ce sont les lésions de ces autres structures qui perturbent le
fonctionnement frontal.

AUTRES ETUDES
Jacobsen (1935)
C’est à ce même symposium que Jacobsen et Fulton (1935)
présentent les résultats de travaux fait sur conséquences des
lésions des lobes frontaux chez le primate non humain
(chimpanzé) avec les tâches de réponses à délai.
Jacobsen et Fulton (1935) décrivent les transformations qui ont
affecté 2 singes (Becky et Lucy) après lésions frontales,
notamment une indifférence comportementale profonde là où
dans une même situation les singes se seraient montrés
aisément irrités.

AUTRES ETUDES

Egas Moniz (1874-1955)
Neurologue, psychochirurgien, chercheur, professeur, écrivain et homme politique portugais

L’histoire lie à ce symposium la décision d’Egas Moniz de
développer une méthode chirurgicale de traitement des
troubles psychotiques.
À la suite de la présentation de Jacobsen et Fulton (1935),
Moniz se serait levé pour demander si de telles lésions
pouvaient être appliquées sur l'homme dans le cadre de
troubles psychotiques, dans le but de traiter leurs problèmes.
Fulton, inquiété par cette question, n'aurait pu y répondre.

AUTRES ETUDES

Egas Moniz
Moniz continue à développer son idée et son traitement
(leucotomie frontale) pensant que l’ablation des lobes
frontaux, en réduisant les réactions émotionnelles sans
affecter les capacités intellectuelles, pourrait soulager les états
psychotique observés chez l’homme.
Cette méthode de traitement (leucotomie frontale) lui vaudra, en
1949, la moitié du prix Nobel de physiologie ou médecine
(l'autre moitié a été remise à Walter Rudolf Hess) «pour sa
découverte de la valeur thérapeutique de la leucotomie pour
certaines psychoses» !!!!!!!

Ph ALLAIN, Bordeaux, 11:04/2013

AUTRES ETUDES

Controverse autour d’Egas Moniz
Moniz, bien que manquant d'expertise chirurgicale, a beaucoup opéré de
prisonniers de l'asile de Lisbonne (non-consentants, principalement des
femmes). Les résultats furent dramatiques.
Il a été demandé à la Fondation Nobel de révoquer le prix remis à Moniz, ses
résultats ayant été obtenus au mépris de l'éthique et des droits de l'homme.
Cependant, la Fondation a refusé d'agir et a continué de publier des articles
pour défendre les résultats de la procédure.
L’opération a été pratiquée dans quelques pays mais n’a jamais été
généralisée. Elle fut progressivement abandonnée dans les années 1960 en
raison des séquelles neurologiques et cognitives induites, et parfois
remplacée par des traitements médicamenteux.

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AUTRES ETUDES

En parfaite opposition à ce tableau de séquelles (un
peu en accord avec Moniz)

Hebb et Penfield (entre 1939 et 1945)
Série de patients avec résections frontales (unilatérales,
bilatérales partielles ou complètes) sans déficit intellectuel
notable

Donald Olding Hebb

Dont KM (presque les mêmes lésions que José)
Pas de déficit comportemental : socialement adapté
Pas de difficulté aux tests :
Intelligence (Terman Merril)
Frontaux (Alternance simple et double, réponses différées)

 Hebb

et son équipe (1939 à 1945)
au postulat selon lequel l’exérèse du lobe
frontal produit inévitablement de graves déficits
psychologiques.

 S’attaquent

Wilder Penfield

AUTRES ETUDES
 Hebb et son équipe (1939 à 1945)
 Ils s’appuient aussi sur l’observation d’un patient victime, à l’âge de 16
ans, d’un grave traumatisme crânien avec lésions des 2 pôles frontaux.
 Pendant 10 ans, le patient a ensuite manifesté des crises convulsives,
des comportements violents et troubles de la mémoire.
 Après une exérèse bi-frontale (BA 9 à 12, 46 et 47), le patient, s’est
amélioré de façon spectaculaire, redevant comme avant pour ses
proches et présentant rapidement des performances normales dans les
tests psychométriques.
 Il parvint à servit correctement dans l’armée canadienne durant la
seconde guerre mondiale.
 Le seul trait frontal qu’il manifestait était une attitude insouciante, une
instabilité professionnelle, sans préoccupation pour l’avenir.

AUTRES ETUDES
 Hebb

et son équipe (1939 à 1945)
la base de cette observation et d’une revue critique de
la littérature sur les liens entre lésions frontales et
comportement humain, Hebb (1945) proposa que les
exérèses neurochirurgicales circonscrites de tissus cérébral
frontal, non compliquées, n’aboutissaient pas aux graves
troubles observables dans les tumeurs, les atrophies et les
traumatismes, troubles qu’il attribuait aux débordements
lésionnels vers les autres régions cérébrales et aux
dysfonctionnement de ces régions.

 Sur

Au-delà de la conclusion de Hebb, l’époque pointe déjà :

Hebb (1945)
Le lobe frontal n’a aucune fonction
psychologique importante.
Travaux publiés jusqu’ici manquent de
rigueur (tests utilisés et contrôles neuroanatomiques)

Ph ALLAIN, Bordeaux, 11:04/2013

Aspects essentiels des troubles cognitivo-comportementaux liés aux
lésions frontales
Double polarité «Affective» et «Intellectuelle» de la pathologie
frontale, avec tableaux multiples (plusieurs syndromes frontaux)
Problème, encore réel aujourd’hui chez les cliniciens, de patients
frontaux sans déficit aux tests neuropsychologiques
Mais les interprétations théoriques sur le rôle des lobes frontaux dans le
comportement humain restent pauvres

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