Lobe frontal: Anatomie et fonctions (avec images)

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

Le lobe frontal humain est largement lié à des fonctions aussi importantes que le langage, le contrôle des actions motrices et les fonctions exécutives, de sorte que, si elle est blessée, la personne peut subir de graves problèmes que nous aborderons également dans cet article.

Neuroanatomie du lobe frontal

Emplacement

Avant d'expliquer les fonctions du lobe frontal, nous allons décrire son emplacement et son anatomie.

Le cerveau est composé de zones corticales et de structures sous-corticales, je commencerai par les zones corticales car le lobe frontal en fait partie.

Le cortex cérébral est divisé en lobes, séparés par des sillons, les plus connus étant les frontaux, pariétaux, temporaux et occipitaux, bien que certains auteurs postulent qu'il existe aussi le lobe limbique (Redolar, 2014).

Le cortex est 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 un lobe gauche, un lobe pariétal droit et gauche, etc. .

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

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 Sylvian (ou fissure latérale) qui sépare le lobe temporal.

En ce qui concerne l’anatomie du lobe frontal humain, on peut dire qu’il est très volumineux et présente une forme pyramidale. Il peut être divisé en cortex précentral et préfrontal:

1. Le cortex précentral 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 fondamentalement motrice et contrôle les mouvements phasiques du corps (programmation et initiation du mouvement) ainsi que les mouvements nécessaires pour produire le langage, la posture et l'orientation du corps.
2. Le cortex préfrontal, qui constitue la zone d'association, est composé de cortex dorsolatéral, ventrolatéral et orbitofrontal. Ses fonctions sont liées au système exécutif, telles que le contrôle et la gestion des fonctions exécutives.

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

1. Connexions frontales cortico-corticales . Recevoir et envoyer des informations au reste des lobes. Les plus importantes sont les connexions frontotemporales, liées à l'activité audiovisuelle et frontopariétale, liées au contrôle et à la régulation de la sensibilité cutanée et kinesthésique et de la douleur.
2. Connexions frontales cortico-sous-corticales .
   • Connexions fronto-thalamiques.
     • Noyaux thalamiques centrallatéraux qui se connectent au cortex précentral.
     • Noyau thalamique dorsomédien qui se connecte au cortex préfrontal, lié d’une certaine manière à la mémoire.
     • Noyau thalamique antérieur-ventral relié au cortex frontal limbique (zone cingulaire).
   • Connexions fronto-limbiques. Ils facilitent la régulation émotionnelle et affective par les sécrétions neuroendocriniennes et neurochimiques.
   • Circuits frontaliers. Dans ces circuits, certaines 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 d'objets identifiés à la vue.
     • Circuit préfrontal dorsolatéral, lié aux fonctions exécutives.
     • Circuit préfrontal Cingulate, lié aux réponses émotionnelles.

On pourrait dire de manière approximative que le lobe frontal reçoit des entrées des zones responsables du traitement sensoriel de l’information et envoie des sorties aux zones chargées 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 la forme d’une pyramide, comme le lobe frontal, et a un interne, un externe et un interne.

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

1. Circuit préfrontal dorsolatéral . Il va à la région dorso-latérale du noyau caudé. De là, il se connecte au globe dorsomédial pâle et à la substance noire. Celles-ci projettent les noyaux thalamiques dorso-médiaux et ventral-antérieurs, et de là, elles retournent au cortex préfrontal.
2. Circuit orbitofrontal . Il se projette sur le noyau caudé ventromédial, puis sur le globe pâle et la substance noire ventro-médiale. De là, il passe dans les noyaux thalamiques ventral-antérieur et dorso-médian pour finalement retourner dans le cortex préfrontal.
3. Circuit précédent . Il se projette dans le striatum ventral, il a des liens avec le globe pâle, la région tegmentale ventrale, l'habenula, l'hypothalamus et l'amygdale. Finalement, il retourne au cortex préfrontal.

On attribue à cette zone les fonctions de structuration, d’organisation et de planification du comportement. Le patient subit les échecs suivants si cette zone est blessée:

• Échecs de la capacité sélective.
• Échecs d'activité soutenue.
• Déficits dans la capacité associative ou dans la formation de concepts.
• Déficits en capacité de planification.

Fonctions du lobe frontal

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

• 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 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 la réalisation de 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 les interférer.
  • 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 des pensées des autres. Cette capacité s'appelle la théorie de l'esprit.
  • Réflexion sur nos connaissances et nos intérêts et capacité à les communiquer.
• Fonctions émotionnelles:
  • Contrôle des stimuli de renforcement pour nous motiver à exécuter les processus cognitifs et les comportements que nous devrions accomplir.
  • Régulation des impulsions.
  • Conscience des émotions.
• Fonctions motrices:
  • Séquencement, coordination et exécution des comportements moteurs.
• Fonctions linguistiques:
  • Capacité à comprendre le langage des autres et à produire le nôtre.

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 du contrôle, de la régulation et de la direction du comportement humain. Ce concept découle pour la première fois de la main de AR Luria en 1966 dans son livre Higher Cortical Function in Man (cité dans León-Carrión & Barroso, 1997).

Lezak a popularisé ce terme dans la psychologie américaine. Cet auteur souligne la différence entre les fonctions exécutives et cognitives, affirmant que, bien que les fonctions cognitives soient endommagées si les fonctions exécutives fonctionnent correctement, la personne continuera à être indépendante, de manière constructive autonome et productive (cité dans León-Carrión et Barroso, 1997).

Les fonctions exécutives sont composées de quatre composants:

1- Formulation des objectifs . C'est le processus par lequel les besoins sont déterminés, ce qui est désiré et ce qui est capable de réaliser ce qui est désiré. Si une personne a modifié sa fonction, elle ne peut pas penser à ce qu’elle devrait faire et présente des difficultés pour démarrer ses activités.

Ces altérations peuvent survenir sans nécessiter de lésion cérébrale, simplement en cas de mauvaise organisation du lobe préfrontal.

2- Planification Il est chargé de déterminer et d’organiser les étapes nécessaires à la réalisation de l’intention.

Ce processus nécessite certaines capacités telles que: conceptualiser les changements dans les circonstances actuelles, se développer lui-même dans l'environnement, voir l'environnement de manière objective, capable de concevoir des alternatives, organiser des élections et mettre en place 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 changer et de créer des séquences de comportements complexes de manière intégrale et ordonnée.

4- 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 dès l’enfance, dès la première année de la vie, et ne mûrissent pas avant la puberté ou même plus tard.

Les fonctions exécutives sont principalement liées au cortex préfrontal, mais certaines études réalisées avec la PET (tomographie par émission de positrons) indiquent que, lorsque l'activité devient routinière, une autre partie du cerveau reprend l'activité afin de "libérer" la cortex préfrontal et qu’il peut s’occuper d’exécuter d’autres fonctions.

Évaluation du rendement de la direction

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

• Wisconsin Test de tri de cartes . Test dans lequel le patient doit classer une série de cartes de plusieurs manières, en utilisant à chaque fois une catégorie différente. Des échecs dans ce test impliqueraient des problèmes dans la formation de concepts pouvant être dus à des lésions du 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 cérébral qui nécessitent planification et 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 d'un traumatisme, d'une crise cardiaque, de tumeurs, d'infections ou du développement de certains troubles tels que des troubles neurodégénératifs ou du développement.

Les conséquences des dommages subis par le lobe frontal dépendent de la zone endommagée et de l’ampleur de la blessure. Le syndrome, dû aux lésions du lobe frontal, est le syndrome préfrontal décrit ci-dessous.

Le syndrome préfrontal

La première description bien documentée d'un cas de ce syndrome est celle de Harlow (1868) sur le 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. psychologie (cité dans León-Carrión et Barroso, 1997).

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

Il semble qu'une étincelle se soit abattue sur la poudre à canon et celle-ci a explosé en lançant la barre de fer directement sur sa tête. Phineas a subi une lésion dans le lobe frontal gauche (plus précisément dans la région orbitale médiale), mais il était toujours en vie, même s'il avait encore des séquelles.

Les changements les plus significatifs 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 présentent des modifications de la personnalité, de la motricité, de l'attention, du langage, de la mémoire et des 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 éprouver 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 pendant trop longtemps au lieu d'étudier.

Changements de motricité

Parmi les changements dans la motricité, on peut trouver:

• Réflexes néonataux Il semble que les patients involucionaran et reviennent 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 lorsque 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 de manière exagérée aux stimuli.
• Désorganisation du comportement.
• Répétez le même mouvement encore et encore.

Changements d'attention

Les principaux changements se produisent dans la réponse à l'orientation, les patients ont des déficits pour s'orienter vers les stimuli qu'ils devraient avoir chez eux à ce moment-là et pour suivre les instructions de l'examinateur.

Changements de langue

Les plus caractéristiques sont:

• Aphasie motrice transcorticale. Le langage est très limité et se réduit à de courtes phrases.
• Langue subvocale. 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 réagir avant des fragments du stimulus et non le stimulus en global.
• Ils répondent mieux aux stimuli visuels que verbaux car ils ont un faible contrôle du comportement par le langage.
• Ils ne peuvent pas maintenir un sujet de conversation central.
• Manque d'éléments de connexion pour donner des formes et faire le langage logique.
• Concretisme Ils donnent des informations concrètes sans les mettre en contexte, ce qui peut compliquer la compréhension de l'interlocuteur.

Changements en 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 posent des problèmes de stockage et de rétention de la mémoire. Les modifications les plus fréquentes sont:

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

Changements dans les fonctions exécutives

Les fonctions exécutives sont les plus touchées chez les patients présentant des lésions frontales, puisqu’une élaboration complexe ainsi que l’intégration et la coordination de plusieurs composants sont nécessaires à sa performance correcte.

Les personnes atteintes d'un 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 car ils interfèrent avec leurs tâches professionnelles / scolaires, familiales, 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 ...), de la lésion (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 et Barroso, 1997):

1. Syndrome orbitofrontal (ou désinhibition). Il se caractérise par une désinhibition, une impulsivité, une instabilité émotionnelle, un manque de jugement et une distraction.
2. Syndrome de convexité frontale (ou apathique). Il se caractérise par l’apathie, l’indifférence, un retard psychomoteur, une perte de vitesse, une abstraction et une mauvaise catégorisation.
3. Syndrome frontal (ou lobe frontal akinétique). 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 (citée dans León-Carrión et Barroso, 1997):

1. Syndrome polaire Produit par des blessures dans la région orbitale. Elle se caractérise par des altérations de la capacité intellectuelle, une désorientation temporo-spatiale et un manque de maîtrise de soi.
2. Syndrome de Splendal. Produit par 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.