Les fonctions d’action Plan du cours 1. L’intention du mouvement volontaire 2. Les fonctions exécutives 3. Connectivité et organisation

Fonctions d’action : Cortex prémoteur : intention mouvement Cortex préfrontal : fonctions exécutives

1. L’intention du mouvement volontaire Cortex prémoteur (BA6) : projections bilatérales sur les motoneurones et interconnecté au cortex moteur primaire (M1) Cortex prémoteur = médian latéral BA8 BA44-45 Pour certains auteurs, il faudrait inclure BA 8 (aire coordination oculomotrice) et BA44 et 45 (aire de Broca)

a) L’intention du mouvement 1) Repos Enregistrements unitaires : = activité de repos Les neurones déchargent avant le mouvement et avant ceux de M1 2) Devra faire un mvt mais doit attendre un 2e signal  cortex prémoteur latéral = intention sur la base d'indices externes  cortex prémoteur médian (AMS)‏ = intention sur la base d’indices internes = le prémoteur décharge avant le mouvement 3) Exécution du mouvement

b) Le guidage du mouvement Le cortex prémoteur reçoit des informations sensorielles spatiales, indispensables au guidage des mouvements Cortex moteur primaire Cortex pariétal postérieur Cortex prémoteur Cortex somesthésique primaire

c) La planification de séquences de mouvements complexes La stimulation électrique du cortex prémoteur induit des mouvements plus complexes que ceux provoqués par la stimulation de M1 Des lésions frontales (et/ou pariétales) induisent des apraxies = incapacités à effectuer des séquences de mouvements dans le but d'accomplir une tâche donnée (mais mouvements élémentaires bien effectués) = le cortex prémoteur participerait à la planification des séquences de mouvements volontaires complexes dans un futur immédiat : Apraxie motrice = incapacité à réaliser des mouvements précis Apraxie idéomotrice = incapacité à exécuter un geste sur demande, geste symbolique ou action mimée (se peigner) tandis que l'exécution spontanée est possible (dissociation automatico-volontaire) Apraxie idéatoire = désorganisation de la représentation mentale des gestes à exécuter. Il est impossible pour le patient de réaliser un mouvement composé d'un ensemble de sous-mouvements élémentaires organisés  cortex prémoteur latéral = musculature proximale  AMS = musculature distale

2. Les fonctions exécutives Désignent un ensemble assez hétérogène de fonctions de « haut niveau » Ce sont toutes les pensées orientées vers un but et/ou permettant à l’individu de s’adapter au monde environnant, par exemple : - La planification à long terme : ordonner, stratégie - La prise de décision - La résolution de problème, conflit - La flexibilité mentale : modifier ses plans - L’inhibition : d’informations ou de comportements Le cortex prémoteur participe à la préparation d’actions spécifiques et de séquences d’actions dans un futur immédiat, alors que le cortex préfrontal est impliqué dans la motivation et la planification d’objectifs et d’actions qui se dérouleront sur des périodes de temps beaucoup plus longues = fonctions exécutives  font de nous des personnes avec une personnalité Deux supports indispensables : - la mémoire de travail (pour la gestion temporelle de l’information) - le système attentionnel superviseur (pour le contrôle des schémas d’actions)

2.1. Le cortex pré-frontal Organisation structurelle la plus complexe du cortex :  grand nombre de zones cytoarchitectoniques  plus récente dans l’évolution  intégration cortex sensori-moteurs associatifs

2.2. Les syndromes frontaux Lésion du cortex préfrontal  comportements non adaptés aux exigences présentes et futures, associés à des modifications de personnalité Le patient Phineas Gage : - changement de personnalité selon ses proches - manque d’inhibition : comportements grossiers en société - plus de planification : incapable de faire des projets à LT 2.3. La mémoire de travail C’est la capacité de se souvenir d’une information le temps de mener à bien des actions séquentielles  permet de réaliser un traitement sur l’information stockée à court terme

Forte implication du cortex préfrontal dorso-latéral lors des tâches sollicitant la mémoire de travail

Baddeley : Un administrateur central supervise, stocke et traite, les opérations de deux systèmes esclaves : La boucle phonologique : informations verbales (auditives et visuelles) Le buffer épisodique : informations épisodiques et multimodales Le calepin visuo-spatial : informations non-verbales

2.4. Le système attentionnel superviseur Norman et Shallice : Les schémas d’actions et de pensées Les actions routinières sont réalisées de façon automatique (car répétées) Le gestionnaire de conflit semi-automatique donne une priorité aux schémas en conflit (par inhibition) Les schémas de pensées et d'actions sont des séries d'idées et des séquences d'actions apprises, comme des scripts, qui spécifient les comportements lors de situations particulières. Les schémas sont activés à partir des stimuli perçus ou du résultat de schémas récemment activés. Par exemple, entrer dans votre cuisine pour trouver une pile d'assiettes sales (entrée) pourrait initier une réponse comportementale de nettoyage (schéma). On suppose qu'il existe une énorme quantité, finie, de schémas de pensées et d'actions, et qu'ils sont hiérarchisés. Par exemple, les schémas de haut niveau représentent la résolution de problèmes tandis que les schémas de bas niveau caractérisent les actions. Dans les situations non-routinières, nécessité d’un contrôle attentionnel et conscient Le système attentionnel superviseur contrôle le gestionnaire de conflit  c’est la composante exécutive de la mémoire de travail

2.5. La détection de conflit STROOP Parfois, situations de conflits, d’erreurs quand intégration de multiples sources  le cortex cingulaire antérieur, très interconnecté au cortex, participerait à la détection du conflit Composantes cognitive et émotionnelle : Connecté aux structures motrices et pré-motrices Connecté à l’amygdale (émotion), l’hippocampe (mémoire) et l’hypothalamus (végétatif)

 appartient également au système de récompense 2.6. La prise de décision Une prise de décision fait suite par exemple à la détection d’une erreur, d’un conflit  le cortex orbito-frontal est le nœud d'un large réseau (thalamus, amygdale, cortex somato-sensoriel) cortex orbitofrontal  appartient également au système de récompense = motivation pour comportements adaptés

Tâche de mémoire visuelle (IRMf et choix sur reconnaissance) = analyse visage, mémoire de travail et prise de décision V1 dorsolateral fusiforme moteur pré-moteur orbitofrontal

3. Connectivité et organisation Connectivité anatomique et fonctionnelle, directionalité

= synchronisations neuronales à travers les aires corticales Organisation hiérarchique et/ou auto-organisation = synchronisations neuronales à travers les aires corticales préfrontal = émergence sans contrôle = contrôle hiérarchique (« chef d’orchestre »)