Localisation, anatomie et fonctions du lobe frontal

le lobe frontal c'est le plus grand lobe des quatre qui existent dans le cerveau des mammifères. Il est situé dans la partie avant de chaque hémisphère cérébral et contrôle des fonctions cognitives importantes, telles que l'expression émotionnelle, la mémoire, la résolution de problèmes, le langage, le contrôle des impulsions, le comportement social et sexuel, la spontanéité ou le contrôle musculaire. Le lobe frontal gauche affecte les muscles du côté droit du corps et le lobe frontal droit contrôle les muscles du côté gauche du corps.

Le lobe frontal est la zone du cerveau qui nous distingue le plus, les humains, des autres animaux. Pour cette raison, il a suscité un intérêt particulier chez les chercheurs, qui ont mené de multiples études sur ses fonctions et son mécanisme de fonctionnement..

Cette région est largement liée à des fonctions aussi importantes que la langue, le contrôle des actions motrices et des fonctions exécutives, de sorte que, en cas de blessure, la personne peut souffrir de graves problèmes dont nous parlerons également dans cet article..

Index des articles

• 1 emplacement
• 2 Anatomie
  • 2.1 Cortex précentral 
  • 2.2 cortex préfrontal
• 3 Connexions du lobe frontal
  • 3.1 - Connexions cortico-corticales frontales
  • 3.2 - Connexions cortico-sous-corticales frontales.
• 4 Le cortex préfrontal
  • 4.1 Circuit préfrontal dorsolatéral
  • 4.2 Circuit orbitofrontal
  • 4.3 Circuit cingulaire antérieur
• 5 Fonctions du lobe frontal
  • 5.1 Fonctions exécutives
  • 5.2 Fonctions sociales
  • 5.3 Fonctions émotionnelles
  • 5.4 Fonctions du moteur
  • 5.5 Fonctions linguistiques
• 6 fonctions exécutives
  • 6.1 Formulation des objectifs
  • 6.2 Planification
  • 6.3 Mise en œuvre des plans
  • 6.4 Application effective
  • 6.5 Évaluation du fonctionnement exécutif
• 7 Dysfonctionnements du lobe frontal
  • 7.1 Le syndrome préfrontal: Phineas Cage
  • 7.2 -Syndromes typiques
• 8 Références

Emplacement

Le cerveau est composé d'aires corticales et de structures sous-corticales. Le cortex cérébral est divisé en lobes, séparés par des sillons, les plus reconnus sont le frontal, le pariétal, le temporal et l'occipital, bien que certains auteurs postulent qu'il y a aussi le lobe limbique.

Le cortex est à son tour divisé en deux hémisphères, le droit et le gauche, de sorte que les lobes sont présents symétriquement dans les deux hémisphères, avec un lobe frontal droit et gauche, un lobe pariétal droit et gauche, etc..

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

Le lobe frontal s'étend de la partie la plus antérieure du cerveau à la fissure de Rolando (ou fissure centrale) où commence le lobe pariétal et, sur les côtés, à la fissure de Silvio (ou fissure latérale) qui le sépare du lobe temporal.

Anatomie

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

Cortex précentral 

Il est composé du cortex moteur primaire (zone de Brodmann 4), du cortex prémoteur et du cortex moteur supplémentaire (zone de Brodmann 6). Cette zone est essentiellement motrice et contrôle les mouvements phasiques du corps (programmation et initiation du mouvement), ainsi que les mouvements nécessaires pour produire le langage et la posture et l'orientation du corps..

Cortex préfrontal

C'est la zone d'association, elle est constituée du cortex dorsolatéral, ventrolatéral et orbitofrontal, et ses fonctions sont liées au système exécutif, comme le contrôle et la gestion des fonctions exécutives.

Connexions du lobe frontal

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

-Connexions frontales cortico-corticales

Recevoir et envoyer des informations au reste des lobes. Les plus importantes sont les connexions frontotemporales, qui sont liées à l'activité audioverbale et les connexions frontopariétales, liées au contrôle et à la régulation de la sensibilité cutanée-kinesthésique et de la douleur..

-Connexions frontales cortico-sous-corticales.

Connexions fronto-thalamiques

• Noyaux thalamiques centrolatéraux se connectant 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 connecte au cortex limbique frontal (zone cingulaire).

Connexions fronto-limbiques

Ils facilitent la régulation émotionnelle et affective grâce aux sécrétions neuroendocrines et neurochimiques.

Circuits fronto-basaux

Dans ces circuits, certaines sections du lobe frontal sont reliées au striatum, au globus pallidus 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 par la vue.
• Circuit préfrontal dorsolatéral, lié aux fonctions exécutives.
• Circuit préfrontal cingulaire, lié aux réponses émotionnelles.

On pourrait dire que le lobe frontal reçoit contributions des zones responsables du traitement sensoriel de l'information et envoie les sorties aux zones en charge de donner une réponse, notamment 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 notre vie quotidienne, comme la planification et l'organisation des comportements futurs.

Il a la forme d'une pyramide, comme le lobe frontal, et a une face interne, externe et interne. Concernant les connexions qu'il établit avec le reste des structures, il existe trois circuits principaux:

Circuit préfrontal dorsolatéral

Il se dirige vers la zone dorso-latérale du noyau caudé. De là, il se connecte avec le globe dorso-médial pallidus et avec la substantia nigra. Ceux-ci se projettent vers les noyaux thalamiques dorso-médial et ventral-antérieur, et de là reviennent au cortex préfrontal.

Circuit orbitofrontal

Il se projette vers le noyau caudé ventromédial, puis vers le globe pallidus et la substantia nigra ventro-médiale, de là il passe aux noyaux thalamiques ventral-antérieur et dorso-médial et revient enfin au cortex préfrontal.

Circuit cingulaire antérieur

Il se projette sur le striatum ventral, qui a des connexions avec le globe pallidus, la zone tegmentale ventrale, l'habénule, l'hypothalamus et l'amygdale. Enfin il revient au cortex préfrontal.

On attribue à ce domaine les fonctions de structuration, d'organisation et de planification du comportement. Le patient souffre des défauts suivants si cette zone est blessée:

• Pannes de capacité sélectives.
• Échecs d'activité soutenue.
• Déficits de capacité associative ou de formation de concepts.
• Déficits de la capacité de planification.

Fonctions du lobe frontal

Le lobe frontal remplit de multiples fonctions qui peuvent être résumées comme suit:

Fonctions executives

• Simulation virtuelle du comportement à réaliser à travers des expériences et des priors et un apprentissage par procuration.
• Fixer un objectif et les étapes à suivre pour l'atteindre.
• Planification, coordination et mise en œuvre des comportements nécessaires pour atteindre l'objectif.
• Maintien des objectifs tout au long du processus jusqu'à atteindre le but. La mémoire de travail et une attention soutenue sont ici impliquées.
• Inhibition du reste des 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 sensorielles, cognitives et comportementales.
• Analyse des résultats obtenus et, si nécessaire, modification des comportements en fonction de ces résultats.

Fonctions sociales

• Inférence des intentions et de la pensée des autres. Cette capacité s'appelle la théorie de l'esprit..
• Réflexion sur nos connaissances et intérêts et capacité à les communiquer.

Fonctions émotionnelles

• Contrôle des stimuli renforçateurs pour nous motiver à réaliser les comportements et processus cognitifs que nous devons réaliser.
• Régulation d'impulsion.
• 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 nôtre.

Les fonctions exécutives seront décrites plus en détail ci-dessous en raison de leur grande importance chez l'homme..

Fonctions executives

Les fonctions exécutives pourraient être définies comme la dernière étape du contrôle, de la régulation et de la direction du comportement humain. Ce concept naît pour la première fois de la main de A.R. Luria en 1966 dans son livre Fonction corticale plus élevée chez l'homme.

Lezak a popularisé ce terme dans la psychologie américaine. Cet auteur met en évidence la différence entre les fonctions exécutives et cognitives, affirmant que, bien que les fonctions cognitives subissent des dommages si les fonctions exécutives fonctionnent correctement, la personne continuera à être indépendante, constructivement autosuffisante et productive..

Les fonctions exécutives sont constituées de quatre éléments:

Formulation des objectifs

C'est le processus par lequel les besoins sont déterminés, ce qui est voulu et ce qui est capable d'obtenir ce que l'on veut. Si une personne a altéré cette fonction, elle ne sait pas quoi faire et a des difficultés à démarrer des activités.

Ces altérations peuvent survenir sans nécessiter de lésions cérébrales, simplement avec une mauvaise organisation dans le lobe préfrontal.

Planification

Il est chargé de déterminer et d'organiser les étapes nécessaires à la réalisation d'une intention.

Ce processus requiert des capacités spécifiques telles que: conceptualiser les changements dans les circonstances présentes, se voir développée dans l'environnement, voir l'environnement objectivement, capable de concevoir des alternatives, de faire des choix et de développer une structure pour réaliser le plan..

Mise en œuvre des plans

Il est interprété comme l'action d'initier, de maintenir, de changer et pour des séquences de comportements complexes de manière globale et ordonnée.

Exécution efficace

C'est l'évaluation basée sur les objectifs et les ressources utilisées pour atteindre ces objectifs.

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

Les fonctions exécutives sont principalement liées au cortex préfrontal, mais certaines études réalisées avec la TEP (tomographie par émission de positons) indiquent que, lorsque l'activité devient routinière, une autre partie du cerveau prend le relais de l'activité pour libérer le patient. peut prendre en charge d'autres fonctions.

Évaluation du fonctionnement exécutif

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

• Test de tri des cartes du Wisconsin. Test dans lequel le patient doit classer une série de cartes de différentes 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 lésions dans le lobe frontal gauche.
• La tour de Hanoi-Séville. Ce test est utilisé pour examiner les compétences de résolution de problèmes complexes.
• Tests de labyrinthe. Ces tests fournissent des données sur les niveaux plus élevés de la fonction cérébrale qui nécessitent 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 à la suite de traumatismes, de crises cardiaques, de tumeurs, d'infections ou en raison du développement de certains troubles tels que des troubles neurodégénératifs ou du développement.

Les conséquences des dommages au lobe frontal dépendront de la zone endommagée et de l'étendue de la blessure. Le syndrome, dû à une lésion du lobe frontal, mieux connu est le syndrome préfrontal qui sera décrit ci-dessous.

Syndrome préfrontal: Phineas Cage

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

Phineas travaillait sur une voie ferrée lorsqu'il a eu un accident en compactant de la poudre à canon avec une barre de fer. Il semble qu'une étincelle ait atteint la poudre à canon et elle a explosé, jetant la barre de fer directement sur sa tête. Phineas a subi une blessure au lobe frontal gauche (en particulier dans la région orbitale médiale) mais il était toujours en vie, bien qu'il ait eu des séquelles.

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

Les personnes atteintes de cortex préfrontal blessé présentent des changements dans la personnalité, la motricité, l'attention, le langage, la mémoire et les fonctions exécutives.

Changements de personnalité

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

1. Modifications de l'activation pour l'action. Les patients ont tendance à ressentir de l'apathie et du désintérêt, par conséquent, ils font tout à contrecœur et ne sont pas très proactifs.
2. Changements dans le type de réponse. La réponse donnée par le 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 à porter trop longtemps au lieu d'étudier..

Changements de la motricité

Parmi les changements de la motricité, on peut trouver:

• Réflexes néonatals. Il semble que les patients régressent et ont à nouveau les réflexes que les bébés ont et ils sont perdus avec le développement. Les plus courants sont:
  • Réflexe de Babinski. Extension dorsale tonique du gros orteil.
  • Réflexe de préhension. Fermez la paume de la main lorsque quelque chose la touche.
  • Réflexe d'aspiration.
  • Réflexe palmomental. Toucher la paume de la main déclenche des mouvements dans le menton.
• Répétez les actions de l'examinateur.
• Ils réagissent de manière excessive aux stimuli.
• Désorganisation du comportement.
• Répétez le même mouvement encore et encore.

Changements d'attention

Les principaux changements se produisent dans la réponse d'orientation, les patients ont des déficits pour s'orienter vers les stimuli qu'ils devraient à la maison et en suivant les instructions de l'examinateur..

Changements de langue

Les plus caractéristiques sont:

• Aphasie motrice transcorticale. La langue est très limitée et se réduit à des phrases courtes.
• Langue sous-vocale. Modifications de l'appareil de la parole, probablement dues à l'aphasie, telles que la personne prononce étrangement.
• Commission d'erreurs de dénomination, telles que persévérer et répondre avant des fragments du stimulus et non le stimulus dans le monde.
• Ils répondent mieux aux stimuli visuels qu'aux stimuli verbaux car ils ont un mauvais contrôle du comportement par le langage.
• Ils ne peuvent pas garder un sujet central de conversation.
• Manque d'éléments de connexion pour donner des formes et rendre le langage logique.
• Concrétisme. Ils donnent des informations concrètes sans les mettre en contexte, ce qui peut rendre la compréhension difficile pour 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 du lobe frontal ont des problèmes de stockage et de rétention de la mémoire. Les altérations les plus fréquentes sont:

• Organisation temporelle de la mémoire. Les patients ont du mal à commander les événements au fil du temps.
• Amnésies, notamment dues à des blessures produites dans la zone orbitale.

Changements dans les fonctions exécutives

Les fonctions exécutives sont les plus altérées chez les patients souffrant de blessures frontales car pour leur exécution correcte, une élaboration complexe et l'intégration et la coordination de divers composants sont nécessaires..

Les personnes atteintes du syndrome frontal sont incapables de se fixer 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 puisqu'ils interfèrent avec leur travail / école, leur famille, leurs tâches sociales ...

Bien que les symptômes décrits soient les plus courants, leurs caractéristiques ne sont pas universelles et dépendront à la fois des variables du patient (âge, performances prémorbides ...), ainsi que de la lésion (localisation spécifique, ampleur ...) et de l'évolution de le syndrome..

-Syndromes typiques

La catégorie des syndromes frontaux est très large et comprend 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 une désinhibition, une impulsivité, une labilité émotionnelle, un mauvais jugement et une distractibilité..
2. Syndrome de convexité frontale (ou apathique). Elle se caractérise par l'apathie, l'indifférence, le retard psychomoteur, la perte de motivation, l'abstraction et une mauvaise catégorisation.
3. Syndrome frontal moyen (ou lobe frontal akinétique). Elle se caractérise par un manque de gestes et de mouvements spontanés, une faiblesse et une perte de sensation aux 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, une désorientation spatio-temporelle et un manque de maîtrise de soi..
2. Syndrome splénial. Produit par des blessures médiales gauches. Caractérisé par des altérations des expressions faciales affectives et une indifférence affective, des troubles de la pensée et des altérations du langage.

Les références

1. Carmona, S., et Moreno, A. (2014). Contrôle exécutif, prise de décision, raisonnement et résolution de problèmes. Dans D. Redolar, Neuroscience cognitive (pages 719 à 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 (pages 95 à 101). Madrid: Médica Panamericana S.A.