CORTEX PRÉFRONTAL: ANATOMIE, FONCTIONS ET BLESSURES - NEUROPSYCHOLOGIE - 2025

Le cortex préfrontal, également connu sous le nom de cortex préfrontal, est une région du cerveau située dans la partie antérieure des lobes frontaux. Plus précisément, cette structure est située devant les zones motrices et pré-motrices du cortex frontal, ce qui donne une région de base pour la planification des comportements cognitivement élaborés.

Des recherches récentes ont lié le cortex préfrontal à des activités telles que l'expression de la personnalité, les processus de prise de décision et l'adéquation d'un comportement social approprié à tout moment.

Cortex préfrontal (rouge)

Ainsi, cette région du cerveau est l'une des structures de base qui détermine les qualités du comportement humain, ainsi que l'exécution des activités les plus complexes.

Cet article passe en revue les principales caractéristiques du cortex préfrontal. Les principales théories sur cette région cérébrale sont discutées, ainsi que les activités qu'elle exerce et les troubles associés.

Caractéristiques du cortex préfrontal

Le cortex préfrontal est une région du cerveau qui représente environ 30% du cortex cérébral. Cette structure est située dans la région frontale du cerveau, c'est-à-dire dans la zone située dans le front, et constitue la partie antérieure des lobes frontaux du cerveau.

Plus précisément, le cortex préfrontal se situe juste devant deux autres zones importantes du lobe frontal: le cortex moteur et le cortex pré-moteur. Il existe actuellement trois manières principales de définir le cortex préfrontal. Ceux-ci sont:

1. Comme le cortex frontal granuleux.
2. Comme zone de projection du noyau médian du thalamus.
3. Comme la partie du cortex frontal dont la stimulation électrique ne provoque pas de mouvements.

Le cortex préfrontal se distingue des autres zones du lobe frontal par sa composition cellulaire, son innervation dopaminergique et son apport thalamique. De cette manière, elle constitue aujourd'hui une région bien établie et délimitée.

Lobe frontal

Selon la plupart des auteurs, comme Miller et Cohen, le cortex préfrontal est la région la plus élaborée chez les primates, animaux connus pour leur répertoire comportemental varié et flexible.

Ainsi, le cortex préfrontal constitue un ensemble d'aires néocorticales qui envoie et reçoit des projections de pratiquement tous les systèmes corticaux sensoriels et moteurs et de nombreuses structures sous-corticales, et est une région de base pour le développement du comportement et de la personnalité.

Illustration du cortex préfrontal

En ce sens, Miller et Cohen ont déterminé que le cortex préfrontal n'est pas une structure critique pour la performance de comportements simples ou automatiques, qui ne sont pas généralisés à de nouvelles situations.

Au contraire, le cortex préfrontal est important dans les activités qui nécessitent un traitement descendant, c'est-à-dire lorsque le comportement doit être guidé par des états internes ou lorsqu'il est nécessaire d'utiliser des éléments sociaux et environnementaux qui déterminent le comportement.

Anatomie

Subdivisions du cortex préfrontal

Le cortex préfrontal a été défini à travers sa cytoarchitecture par la présence d'une couche granulaire qui correspond à la quatrième couche du cortex cérébral.

À l'heure actuelle, il n'est pas tout à fait clair qui a été le premier à utiliser ce critère pour distinguer le cortex préfrontal. De nombreux chercheurs pionniers en cytoarchitecture cérébrale ont restreint le terme préfrontal à une région beaucoup plus petite.

Cependant, en 1935, Carlyle Jacobsen a utilisé le terme cortex préfrontal pour différencier les zones préfrontales granulaires des zones motrices et pré-motrices non granulaires du lobe frontal.

Dans la terminologie des zones de Brodmann, le cortex préfrontal comprend les zones 8, 9, 10, 11, 44, 45, 46 et 47, résultant en une très grande région avec un grand nombre de structures en son sein.

Zones Brodmann

En revanche, le cortex préfrontal se distingue comme une zone de projection pour les noyaux du thalamus, selon les travaux de Rose et Woolsey. Ces auteurs ont démontré que chez les animaux non primates (qui n'ont pas de cortex préfrontal), ces structures se projettent dans différentes régions. Plus précisément, vers les zones antérieure et ventrale.

De même, il existe actuellement des études qui ont montré que les projections du noyau médiodorsal du thalamus ne se limitent pas au cortex préfrontal chez les primates, mais qu'elles pourraient également se déplacer vers d'autres structures cérébrales.

Enfin, aujourd'hui, le cortex préfrontal est également connu sous le nom de zone du cortex frontal dont la stimulation électrique ne provoque pas de mouvements observables. Cependant, cette définition suscite une certaine controverse car l'absence de mouvements observables après stimulation électrique peut également être observée dans les régions non granulaires du cortex.

Caractéristiques

Le cortex préfrontal est une structure fortement interconnectée avec une grande partie du cerveau. À l'intérieur, des connexions abondantes avec d'autres régions corticales et sous-corticales peuvent être vues.

Le cortex préfrontal dorsal est particulièrement interconnecté avec les régions cérébrales impliquées dans des processus tels que l'attention, la cognition et l'action. Au lieu de cela, le cortex préfrontal ventral s'interconnecte avec les structures cérébrales liées et impliquées dans les processus émotionnels.

Enfin, il faut tenir compte du fait que le cortex préfrontal reçoit des informations des systèmes d'excitation du tronc cérébral, et que sa fonction est particulièrement dépendante de son environnement neurochimique.

Tronc cérébral (orange)

Plus généralement, il existe actuellement un consensus scientifique élevé selon lequel le cortex préfrontal est une région du cerveau qui est principalement impliquée dans la planification de comportements cognitivement complexes.

Ce type de fonctions implique l'exécution d'activités telles que l'expression de la personnalité, le développement de processus décisionnels ou l'adaptation du comportement aux situations sociales qui se produisent à tout moment.

Ainsi, le cortex préfrontal est une région fondamentale pour coordonner les pensées et les actions conformément aux objectifs internes et aux connaissances acquises.

Pour déterminer la fonctionnalité du cortex préfrontal, le terme médical fonction exécutive a été développé. Ce type de fonction fait référence à la capacité de faire la distinction entre des pensées contradictoires, d'émettre des jugements moraux, de prévoir les conséquences, etc.

Activité du cortex préfrontal

Actuellement, il existe de nombreuses théories qui tentent de définir le fonctionnement du cortex préfrontal à travers les fonctions exécutives.

En ce sens, le cortex préfrontal est une région fonctionnellement très difficile à analyser et à étudier, car il a de multiples connexions avec pratiquement toutes les structures du cerveau.

Cependant, au-delà du mécanisme qu'il peut présenter, le type d'activités qu'il exerce est actuellement bien décrit. L'activité du cortex préfrontal relève de ce que l'on appelle les fonctions exécutives et se caractérise par l'exécution des actions suivantes:

1. Développement des capacités pour formuler des objectifs et concevoir des plans.
2. Développement des pouvoirs impliqués dans la planification des processus et des stratégies pour atteindre les objectifs.
3. Exécution des compétences impliquées dans l'exécution des plans.
4. Reconnaissance de la réalisation acquise par le comportement et de la nécessité de modifier l'activité, de l'arrêter et de générer de nouveaux plans d'action.
5. Inhibition des réponses inappropriées.
6. Processus de sélection des comportements et son organisation dans l'espace et dans le temps.
7. Développement de la flexibilité cognitive dans les stratégies de surveillance.
8. Supervision des comportements basés sur les états motivationnels et affectifs.
9. Supervision des comportements en fonction des particularités du contexte à tout moment.
10. Prise de décisions.

Cortex préfrontal et fonctions exécutives

IRM du cerveau

Grâce aux premières études de Fuster et Goldman-Rakic, le terme fonctions exécutives a été développé pour donner un nom à la capacité et à l'activité que le cortex préfrontal développe.

La fonction exécutive fait ainsi référence à la capacité de représenter des informations qui ne sont pas présentes dans l'environnement à un moment donné, ainsi qu'à la création d'un «bloc-notes mental».

Ainsi, le concept de fonction exécutive du cortex préfrontal englobe le développement de réponses cognitives à des problèmes complexes ou difficiles à résoudre.

Les études actuelles suggèrent que les expériences passées sont représentées dans le cortex préfrontal pour les appliquer au présent et, de cette manière, guider la prise de décision.

En général, grâce à cette fonction, le cortex préfrontal serait la structure cérébrale qui donnerait aux gens la capacité de raisonner et la capacité d'utiliser les connaissances et l'expérience passée pour moduler le comportement.

Plus précisément, le travail de Goldman-Rakin décrit ces types de fonctions comme la manière dont la connaissance représentationnelle peut être utilisée pour guider intelligemment les pensées, les actions et les émotions.

Les fonctions exécutives seraient un processus qui donnerait lieu à la capacité d'inhiber les pensées, les comportements et les sensations qui sont considérés comme inappropriés.

Théories des fonctions exécutives

À l'heure actuelle, il existe de nombreuses théories différentes qui tentent d'expliquer le fonctionnement spécifique de cette activité exercée par le cortex préfrontal. L'un d'eux postule que la mémoire de travail serait une partie fondamentale du processus d'attention et d'inhibition comportementale.

Plus précisément, la mémoire de travail vous permet de conserver les nouvelles informations capturées et de les conserver pendant quelques secondes dans l'esprit de la personne. L'adaptation de ces informations aux connaissances préalables pourrait être le processus qui a donné lieu aux fonctions exécutives et a déterminé l'activité du cortex préfrontal.

D'autre part, Shimamura a proposé la théorie du filtrage dynamique pour décrire le rôle du cortex préfrontal dans les fonctions exécutives.

Dans cette théorie, il est postulé que le cortex préfrontal agirait comme un mécanisme de filtrage de haut niveau qui favoriserait les activations axées sur les objectifs et inhiberait les activations qui peuvent être non pertinentes.

Enfin, Miller et Cohen ont proposé une théorie intégrative du fonctionnement du cortex préfrontal. Dans cette théorie, il est théorisé que le contrôle cognitif provient du maintien actif des modèles d'activité dans le cortex préfrontal, qui visent à créer des représentations des objectifs à atteindre et des moyens nécessaires pour y parvenir.

Lésions du cortex préfrontal

Jauge Phineas

Le premier constat sur les lésions du cortex préfrontal a été fait à travers la documentation du cas célèbre de Phineas Gage, un cheminot qui, après un accident, a subi une blessure grave au lobe frontal du cerveau.

Grâce à des lésions cérébrales qui impliquaient de manière critique le cortex préfrontal, Phineas a conservé sa mémoire, sa parole et ses capacités motrices. Cependant, ses traits de personnalité ont radicalement changé après l'accident.

En fait, les dommages subis dans le cortex préfrontal le rendaient irritable, impatient et avec des déficits importants dans les relations sociales et interpersonnelles.

Par la suite, d'autres études menées auprès de patients présentant des lésions préfrontales ont montré que les personnes sont capables de verbaliser correctement quels seraient les comportements sociaux les plus appropriés dans certaines circonstances.

Bien qu'ils soient capables de raisonner correctement le comportement à suivre, ils ont en pratique des difficultés à exécuter ces comportements. En fait, dans la vie de tous les jours, ils ont tendance à réaliser des actes qui apportent une gratification immédiate malgré la connaissance des conséquences négatives qu'ils peuvent entraîner à long terme.

Troubles associés

Les données recueillies sur les effets des dommages directs au cortex préfrontal indiquent que cette région du cerveau n'est pas seulement liée aux capacités à comprendre les conséquences à long terme, mais implique également la capacité mentale à retarder la gratification immédiate.

Il existe aujourd'hui une littérature abondante visant à améliorer la compréhension du rôle du cortex préfrontal dans différents troubles neurologiques, tels que la schizophrénie, le trouble bipolaire ou le trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention.

Ces trois psychopathologies ont été liées à un certain dysfonctionnement du cortex cérébral, fait qui motiverait l'apparition d'altérations comportementales chez l'homme.

De même, des essais cliniques de pharmacothérapie ont maintenant été lancés et ont montré que certains médicaments, comme la guanfacine, améliorent la fonction du cortex préfrontal.

Enfin, il est postulé que d'autres conditions pathologiques telles que la dépression, les réponses élevées au stress, les comportements et les tentatives de suicide, les sociopathies ou les toxicomanies pourraient également être liées au fonctionnement du cortex préfrontal.

Cependant, les preuves scientifiques sur ces hypothèses sont limitées et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer le rôle du cortex préfrontal dans ces types de troubles psychopathologiques.

Références

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