Cours 7

Question 1

Les fonctions exécutives sont associés particulièrement à quelle partie du cortex?

Answer 1

Cortex préfrontal
Mais pas seule région impliquée, plutôt réseau distribué de régions corticales

Question 2

Définition des fonctions exécutives

Answer 2

-Elles modulent le fonctionnement des autres fonctions cognitives de façon flexible et selon les objectifs de l’organisme
-Rôle de superviseur ou de régulateur: le chef d’orchestre de la cognition
-Généralement associées à un traitement lent et ‘réfléchi’, mais peuvent à l’occasion fonctionner rapidement et en dehors du champs de la conscience, pour guider les actions et guider le flux d’info sensorielle
-Elles résulteraient de l’activité d’un grand nombre de régions cérébrales: frontal, pariétal, noyaux gris centraux

Question 3

Règles vs contrôle dans les fonctions cognitives:

Answer 3

-Les règles qui guident le comportement humain sont abstraites et flexibles : création et modification des règles, abstraites dans le sens qu’elles ne sont pas liées à un contexte spécifique
-Le contrôle permet l’utilisation de règles qui s’appliquent à un contexte particulier: les règles appropriées

Question 4

Exemple de règle abstraite et flexible:

Answer 4

‘Conduire à droite de la route’
Abstraite: s’applique à plusieurs contextes visuels ex: toutes les routes du Canada à toutes les saisons. Contraint des actes moteurs complexes régis par cette règle abstraite impliqués dans la conduite automobile
Flexible: Nous devons changer de règle quand nous conduisons au Royaume-Uni (conduire à gauche de la route; mais aussi en Indonésie par ex)
*Implique de maintenir la règle ne mémoire. Mémoire de travail sert à maintenir une règle dans un lieu ou elle peut être appliqué ou manipulé. Mémoire qui permet de manipuler les éléments mémorisés
*Implique un processus de contrôle : ‘monitoring’ ou surveillance de l’environnement (dans quel pays nous trouvons-nous?)

Question 5

Quels sont les quatre types de manipulations de règles:

Answer 5

-Initier de nouvelles règles adaptées aux buts comportementaux
-Inhiber les règles inappropriés dans le contexte (soit, interférence, soit socialement inappropriées)
-Shifting ou changement de règles spontané (ex: décider d’annuler un voyage de plaisance à Wuhan) sur la base d’évidences qu’on a nous même structuré
-Relier les règles entre elles afin de prendre en compte des contingences de haut niveau pour adopter le bon comportement (ex: conduire à droite au Canada et conduire à gauche en Thaïlande)
-Aussi monitoring de conflit (ou surveillance): surveiller l’état actuel de l’enviro afin de guider l’utilisation des autres fonctions exécutives. Ou conflit entre deux règles et doit régler ce conflit

Question 6

Quel est le lien des fonctions exécutives avec la mémoire de travail?

Answer 6

-Toutes les fonctions exécutives sont basées sur la MCT à capacité limitée ex: la mémoire de travail
-Permet le maintient des règles et des infos qui guident l’exécution de ces règles

Question 7

Dans le modèle de Baddeley et Hitch, la mémoire de travail est constitué d’un administrateur central et trois systèmes esclaves. Quels sont ils?

Answer 7

1- La boucle phonologique: pour l’info verbale avec son entrepôt phonologique et son système de répétition articulatoire pour se souvenir d’un # de téléphone par ex
2- Le calepin visuo-spatial: pour storer l’info visuelle
3- Le tampon épisodique : qui contient de l’info épisodique, sémantique, verbale, visuelle et possiblement d’autres modalités sensorielles

Question 8

Que se passe t’il si on stimule électriquement la portion postérieure du lobe frontal chez le chien? Et des lésions de cette région?

Answer 8

-Provoque mouvements des membres controlatéraux
-Le lésions mène à une incapacité à produire des mouvements volontaires bien que les animaux avaient toujours des réflexes leur permettant de marcher, par ex

Question 9

Que produit des stimulations électriques des régions antérieures du lobe frontal? et des lésions?

Answer 9

-les simulations ne provoquent aucun mouvement
-les lésions ne résultent ni en paralysie ni en un déficit sensoriel
*Ont spéculé de façon un peu cavalière que le lobe frontal antérieur était responsable des fonctions cognitives de haut niveau

Question 10

Des lésions bilatérales au cortex préfrontal mènent à quels déficits?

Answer 10

-Incapacité à reconnaitre des objets connus
-Incapacité à utiliser l’expérience passée pour choisir un comportement
-Déficit au niveau des réponses émotionnelles
-Difficulté à prendre des initiatives et un comportement manquant de cohérence
*Des lésions unilatérales mènent rarement à de tels changements comportementaux
*Premières évidences que le cortex préfrontal est primordial pour ce que nous appelons aujourd’hui les fonctions exécutives

Question 11

Comment est défini le cortex préfrontal?

Answer 11

-Défini comme la portion du cortex frontal antérieur au sillon précentral
- représente 35% des cerveaux humains, mais aussi ceux des gorilles et des orang-outan (le cerveau humain est cependant plus volumineux que ceux-ci lui conférent de meilleures fonctions exécutives)

Question 12

Nommez toutes les parties impliquées dans les fonctions exécutives (macro-anatomie):

Answer 12

-Cortex préfrontal dorsomédian, la portion postérieure; la portion antérieur impliquée dans cognition sociale)
-Cortex préfrontal ventromédian
-Cortex orbitofrontal

-gyrus cingulaire antérieur
-cortex pariétal postérieur
-ganglions de la base (prise de décision)

Question 13

Nommez les parties impliquées dans las fonctions exécutives (connectivité):

Answer 13

Cortex préfrontal très connecté, principalement bilatéralement
-Avec thalamus (surtout noyaux médio-dorsaux)
-Insula
-noyaux gris centraux (mais pas bidirectionnel, retour indirect via thalamus et substance noire)
-Cortex cingulaire antérieur

Généralement le cortex préfrontal est connecté à des aires secondaires. Mais cortex orbitofrontal connecté au:
-Cortex olfactif primaire
-Cortex gustatif primaire
-Cortex somatosensoriel primaire

Question 14

Lésions des lobes préfrontaux occasionnent quoi en général:

Answer 14

-Semblent normaux à priori
-Capacités langagières, perceptives et motrices habituellement préservés
-Troubles de mémoire, lorsque présents, sont subtils
-Malgré tout, le patient peut éprouver des difficultés sévères à faire la moindre activité

Question 15

Quel est le syndrome associé à une lésion du cortex préfrontal latéral? + symptômes

Answer 15

Syndrome frontal dysexécutif
-Pas déficit intellectuel clair
-Déficit au niveau de la planif
-Pas de but à long terme, apathique
-Manque d’initiative et d’intérêt social
-Manque de persévérance
-Parfois diff à interagir avec les autres à cause manque théorie de l’esprit
-Présence d’une anosodiaphorie: indifférence d’un individu à sa propre maladie (degré inférieur de l’anosognosie: ignorance d’un individu de sa propre maladie)
-Parfois confabulation: désordre de la mémoire qui induit les individus à avoir des souvenirs fabriqués, déformés ou mésinterprétés à propos de soi ou du monde sans l’intention consciente de tromper
*Difficulté dans tache de laboratoire de mémoire de travail
*Pensent que ce serait précisément la mémoire de travail - administrateur central et les systèmes esclaves - qui serait déficitaire dans le syndrome dysexécutif

Question 16

Quel est le syndrome associé à des lésions des portions ventrales et médianes du cortex préfrontal? + symptômes:

Answer 16

Syndrome frontal de désinhibition
-Pas déficit intellectuel évident
-Performance normale dans les tâches de laboratoire de mémoire de travail (mais échouent le Wisconsin Card Sorting Test)
Par contre:
-Vies chaotiques
-S’affairent sans cesse sans but précis
-Peuvent être maniaques (personne faisant preuve d’hyperactivité soudaine peut être considéré comme maniaque)
-Difficulté à répondre correctement aux indices sociaux
-Sens de l’humour anormal
-Peuvent révéler des détails personnels embarrassant
-Très expressifs
-Souvent changements d’humeur, euphorie prédomine

Question 17

Quelles sont les lésions probables de Phineas Gage?

Answer 17

-Cortex orbitofrontal et préfrontal médian
-Comportement bcp moins chaotique que ce qui est habituellement rapporté dans la légende
-Ressemble à syndrome frontal de la désinhibition
-Avant accident: sérieux, attentionné, sociables, fiable, bon jugement
-Après accident: humeur changeante, tempérament devenu grossier, capricieux

Question 18

Le syndrome de dépendance environnementale est associé à quelles lésions? + symptômes:

Answer 18

-Lésions aux parties antérieures et médianes du lobe frontal
-Deux caractéristiques principales:
1) Comportement d’imitation: médecin touche son nez, le patient fait pareil
2) Comportement d’utilisation: ne peut s’empêcher d’utiliser ce qu’il y a dans une pièce
*Ces patients sont anosodiaphoriques. Ils ne sont pas conscient de pourquoi ils font cela.

Question 19

Déficits communs (3) des trois syndromes vus:

Answer 19

-Formation de règles de comportement
-Mise à jour de ces règles selon l’environnement
-Implémentation de ces règles pour agir correctement ou de façon efficace

Question 20

Que veut dire initier de nouvelles règles?

Answer 20

-Notre capacité à extraire des principes ou des règles à partir de nos expériences permet à nos comportements de s’adapter à de nombreuses circonstances ou contextes
-Puisque les patients atteints du syndrome frontal dysexécutif ont des difficultés à initier les règles, la majorité des chercheurs pensent que le cortex préfrontal latéral sous-tend cette fonction

Question 21

Ou les règles sont-elles encodées dans le cerveau?

Answer 21

Un symptôme parfois rencontré chez les patients avec des lésions dans le cortex préfrontal latéral:
-Aboulie: difficulté à initier des actions volontairement. Difficulté à maintenir l’attention ou continuer une action motrice pour une période prolongée (ex si demande de sortir sa langue 20s)

Question 22

Dans une expérience, on veut voir les bases cérébrales de l’encodage de règles chez des singes implantés et entrainés à utiliser deux règles abstraites (non spécifique au contexte visuel). Expliquez l’expérience:

Answer 22

-Les singes doivent répondre à une image au test qui dépend de la règle en vigueur à l’essai

jus + image (indice) -> règle “identique” : répondre si l’images au test 1 a été présentée avec l’indice; autrement attendre le stimulus suivant

son + image (indice) -> règle “différente” : répondre si l’images au test 1 n’a pas été présentée avec l’indice;

*Tâche de type go/no go

Question 23

Dans une expérience, on veut voir les bases cérébrales de l’encodage de règles chez des singes implantés et entrainés à utiliser deux règles abstraites (non spécifique au contexte visuel). Quels sont les résultats?

Answer 23

-Les singes performent clairement au-dessus du niveau de la chance et ce, même lorsqu’ils rencontrent une nouvelle image (montrant le côté abstrait de la règle apprise)
-Fréquence moyenne de PA d’un neurone du cortex préfrontal en fonction du temps: reconnait la règle identique indépendamment de l’object
-Quand singe fait tâche et réussit, corrélation entre la règle appliquée et l’activité du neurone (qq neurones qui répondent à des règles abstraites)
-Les chercheurs enregistrent des neurones dans le cortex préfrontal latéral

Question 24

Dans une expérience, on veut voir les bases cérébrales de l’encodage de règles chez des singes implantés et entrainés à utiliser deux règles abstraites (non spécifique au contexte visuel). Dans quelles parties se trouvent des neurones qui encodent différentes règles abstraites?

Answer 24

-Surtout dans le sulcus principal dans le cortex préfrontal latéral du singe (équivalent au gyrus frontal moyen chez l’humain - un gros morceau du cortex préfrontal dorsolatéral)
-Surtout cortex préfrontal dorsolatéral chez l’humain

Question 25

La création de nouvelles règles comportementales n’est pas uniquement sous l’égide du cortex préfrontal. Les règles abstraites seraient prise en charge par le cortex préfrontal latéral, mais les règles plus concrètes?

Answer 25

Appariement d’un stimulus spécifique et d’une réponse spécifique
-Seraient prises en charge par les ganglions de la base

Question 26

Dans une tâche d’initiation de nouvelles règles, les participants doivent sélectionner l’un des deux objets complexes (en IRMf). Quelles étaient les deux règles?

Answer 26

1) Si la fenêtre entourant les objets est bleue, les participants doivent sélectionner un objet différent par rapport à l’essai d’avant
2) Si la fenêtre entourant les objets est jaune, les participants doivent sélectionner le même objet que l’essai juste avant

Question 27

Dans une tâche d’initiation de nouvelles règles, les participants doivent sélectionner l’un des deux objets complexes (en IRMf). Quelles étaient les 4 conditions expérimentales?

Answer 27

1) Condition jaune suivie d’une condition jaune (‘aucun switching’) condition plus ou moins intéressante
2) Condition bleue suivie d’une condition bleue (‘object switching’ seulement)
3) Condition jaune après condition bleue (“rule switching” seulement)
4) Condition bleue après condition jaune (“rule and object switching”)

Question 28

Dans une tâche d’initiation de nouvelles règles, les participants doivent sélectionner l’un des deux objets complexes (en IRMf). Quels ont été les résultats?

Answer 28

-Le cortex préfrontal dorsolatéral répond à tous les changements, incluant les changements de règles, seulement
-Les ganglions de la base (ventraux) répondent à des changements d’objets (ou d’objets et de règles), pas à des changements de règles seulement
*Donc encodage de règles moins abstraites dans les ganglions de la base ventraux, plus spécifiques.
-Le cortex pariétal contribue également à la création de règles, particulièrement pour les fonctions exécutives concernant les actions

Question 29

Des études en EEG et en IRMf ont montré que quelle partie du cortex était impliquée dans le processus d’inhibition de comportement préalablement approprié?

Answer 29

Cortex préfrontal latéral

Question 30

Qu’est ce qu’une tâche de oddball?

Answer 30

-La majorité des stimuli demande la même réponse (ex appuyer sur un bouton avec la main gauche)
-Une minorité (entre 5 et 10%) des stimuli - le “oddball” - demande une réponse différentes (appuyer sur un bouton avec la main droite) et donc une inhibition de la réponse habituelle pour appliquer une règle rare
*Le “oddball” évoque une réponse électrophysiologique caractéristique à l’application de cette règle rare - la P300, veut dire positive et qui atteint environ 300 ms

Question 31

Des enregistrements électroencéphalographiques intracrâniens chez l’homme et chez le singe, ont montré que la P300 est produite par un réseau de sources distribuées: cortex préfrontal latéral, mais aussi…

Answer 31

-Cortex préfrontal médian
-Cortex pariétal
-Hippocampe

Question 32

Quelle est l’ambiguité dans la tâche de odball?

Answer 32

Ici, la règle, mais aussi l’objet et la réponse sont rares.
Donc qu’est ce qui produit la composante odball?
*P300 réponse à une règle intruse, une réponse ou un stimulus

Question 33

Qu’ont ils fait pour éliminer cette ambiguïté?

Answer 33

-Ont isolé la règle pour qu’uniquement la règle et pas la réponse ou le stimulus soient rares
-Règle abstraite : carré -> main droite; disque -> main gauche.
-Dans 90% des essais : règle spécifique fréquente : carré à droite —> répond avec main droite; disque à gauche —>main gauche
Dans 10% des essais : règles spécifique rare : carré à gauche —> main droite quand même; disque à droite —> main gauche quand même
*La subtilité ici, c’est que les réponses et les stimuli associés à la situation infréquente sont aussi fréquents que les réponses et les stimuli associés à la situation fréquente
S’il y a un effet odball, ce sera un effet de oddball associé à la rareté de la règle spécifique, pas à la rareté de la réponse ou du stimulus

Question 34

Gregory McCarthy et ses collègues ont montré en IRMf que le oddball associé à la règle infréquente (spécifique rare) évoque de l’activité dans quelle partie du cerveau?

Answer 34

-Cortex préfrontal dorsolatéral (serait impliqué dans le changement de règles spécifiques)
-Cortex pariétal

Question 35

Qu’est ce qu’une tâche de go/no-go?

Answer 35

Une tâche similaire au “oddball” qui demande de répondre aux stimuli fréquents et de ne pas répondre aux stimuli infréquents

Question 36

Quels types de patients ne performent pas bien dans les essais no-go?

Answer 36

-Les patients schizophrènes performent normalement aux essais “go” mais pas aux essais “no-go”; aussi réponses anormales en EEG et en IRMf ce qui suggère un déficit au niveau frontal
-Dans le Conners CPT-III (Continuous Performance Task) les «clients» doivent cliquer sur la barre d’espacement quand ils voient une lettre de l’alphabet (n’importe laquelle sauf le ‘X’) et ne pas répondre quand ils voient un ‘X’.
-Les patient TDAH performent anormalement dans les essais no-go

Question 37

Qu’est ce qui caractérise une sociopathie acquise?

Answer 37

-Comportement anti-sociaux après traumatisme cérébral ou lésion du cortex préfrontal ventromédian (forme sévère du syndrome frontal de désinhibition)
-Affect émoussé
-Ils connaissent les règles comportementales acceptables et peuvent distinguer les bonnes actions des mauvaises
-Mais très impulsifs, ils peuvent se sentir coupable de leurs actions

Question 38

Qu’est ce qui caractérise une sociopathie congénitale?

Answer 38

-Ne connaissent pas les règles sociales
-N’ont pas de remord pour leurs actions
-Leurs comportements ont des buts précis et souvent planifiés (pas impulsifs)
-La sociopathie acquise en bas âge avant l’apprentissage des règles comportementales acceptables, est semblable à la sociopathie congénitale
-Traitent les dilemme moraux comme le “trolley problem” (problème du tramway) d’une façon superficielle et égocentrique ex: je n’actionnerais pas le levier car je risque de me blesser l’épaule et mon épaule est fragile

Question 39

Quelles tâche est la plus utilisée pour étudier les changements de règles spontanées (ne dit pas quand on change de règle)?

Answer 39

-Wisconsin Card Sorting Test
-Apparier sur la base d’un attribut (couleur, forme élément ou nombre éléments). La règle change de temps en temps sans le dire au sujet. Le sujet a une rétroaction sur sa performance.

Question 40

Qu’a montré Brenda Milner?

Answer 40

Que les patients avec des lésions préfrontales montrent de la persévération (continuent à utiliser leur règles malgré les rétroactions);
-pas de problème à apprendre une nouvelle règle; problème à changer spontanément

-Lésion au niveau orbitofrontal ont du mal à apprendre une nouvelle contigence
-Lésions au niveau préfrontal latéral ont aussi de la difficulté à cette tâche (reveral learning), mais parce qu’ils sont du mal à rester “engagé” dans la tâche

Question 41

Mesurer la capacité à se créer des modèles complexes du monde a longtemps été considérée comme l’aspect la plus fondamentale de la cognition humaine. On pense que c’est une habileté qui dépend de quoi?

Answer 41

Des lobes frontaux, plus particulièrement du pôle frontal

Question 42

Qu’est ce que la matrice de Raven?

Answer 42

Ce qui est unique à la première + à la deuxième rangée = troisième rangée

Question 43

Qu’est ce que l’effet Flynn?

Answer 43

-QI qui augmente d’environ 3 points à tous les 10 ans
-Serait dû à cette capacité essentiellement à établir des relations abstraites à partir de règles comportementales (matrice de Raven par ex)

-Le QI est une déviation par rapport à une population à un moment donné dans le temps. Donc QI de 100 aujourd’hui - un QI moyen - correspond à un QI de 130, il y a 100 ans, c-a-d dans le 98e centile - douance

Question 44

Souvent patients ayant des lésions frontales (probablement pôle frontal):

Answer 44

-Difficile d’intégrer des pensées abstraites (ex: incapable de répéter la phrase “la neige est noir” car selon les patients, c’est faux)
-Incapable d’intégrer des images dans une histoire cohérente (Thematic Apperception Test), test projectif ou on demande de raconter une histoire à partir de l’image, incapable de le faire
-Donne des explications concrètes quand on leur demande d’expliquer des proverbes (expressions)

Question 45

Une lésion du pôle frontal (ou cortex frontopolaire) a un impact bcp plus grand sur quelle tâche?

Answer 45

Impact bcp plus important lors d’une tâche de type Raven qui demande une intégration de règle plutôt que l’application d’une règle simple

Question 46

Quel est le test neuropsychologique le plus utilisé pour tester l’habileté à manipuler plusieurs règles dans sa mémoire de travail - ou les déficits de simulation?

Answer 46

-La tour de Londres (peut bouger seulement une boule à la fois)
-Patients avec des lésions dans le cortex frontal antérieur gauche montrent des déficits importants à cette tâche
-Le pôle frontal gauche semble donc important pour les buts à long terme

Question 47

De façon générale, les chercheurs attribuent aux aires frontales postérieures… et antérieures…

Answer 47

-Postérieures des fonctions exécutives simples
-Antérieures des fonctions exécutives abstraites liées au raisonnement et à la stimulation mentale (ex: planif pour l’avenir)

Question 48

Monitoring des conflits
Selon Posner et Peterson, trois grands systèmes “attentionnels” existent:

Answer 48

-Maintient de la vigilance
-Orientation vers les stimulations sensorielles
-Détecter et identifier les situations nécessitant plus de ressources

Question 49

Quand survient un conflit?

Answer 49

-Quand une info suggérant une réponse est dispo avant ou en même temps qu’une info suggérant une autre réponse correcte
-La tâche de Stroop est un bon exemple de paradigme générant des conflits (demander de nommer la couleur de l’encre…Lire est plus rapide que nommer donc le mot et le sens du mot peut entrer en conflit avec l’identification de la couleur de l’encre)

Question 50

Le monitoring (surveillance de conflit) dépendrait de quelle région?

Answer 50

Du cortex cingulaire antérieur
-Activité forte (en IRMf et en PET) pendant essais incongruents (ex: YELLOW mais en vert)
-L’activité du cortex cingulaire antérieur à l’essai x prédit l’activité du cortex préfrontal dorsolatéral (lié à l’application des règles) à l’essai x+1
*ce qui suggère que le CCA guide l’application de la bonne règle comportementale dans le cortex préfrontal dorsolatéral

Question 51

Organisation du cortex préfrontal dorsomédian (antérieur et postérieur):

Answer 51

-Postérieur: Sélection d’une action dans un contexte spécifique
-Antérieur: Implémentation et modification de buts abstraits