La neuropsychologie

La neuropsychologie est une neuroscience qui s’intéresse à un sujet particulièrement important pour les cérébrolésés , car elle essaie de comprendre comment certaines lésions cérébrales produisent des troubles et des séquelles paraissant plus du domaine de la psychologie (pour laquelle il n’y a en principe pas de lésion cérébrale organique en cause) que de la neurologie centrée sur le diagnostic et le traitement de maladies caractérisées; elle traite donc des «séquelles dites invisibles»; si cette neuroscience n’est pas encore aussi avancée que d’autres plus anciennes c’est que les problèmes à résoudre sont énormes ; ils concernent en effet le retentissement des lésions sur le fonctionnement de nos pensées et la façon dont elles s’agencent pour permettre une appréhension correcte de ce qui nous entoure et de nous-mêmes , ainsi que de la façon dont nous les ordonnons pour raisonner et pour agir ; de sorte que l’éventail des situations pathologiques possibles est pratiquement infini ; cependant des découvertes très importantes ont été faites depuis le cas princeps de Phineas Gage victime d’un curieux accident dans la deuxième moitié du XIX ième siècle aux USA . Cet homme ouvrier d’une compagnie de chemin de fer reçut , suite à une explosion , une barre à mine sous l’oeil gauche qui ressortit au milieu du crâne et qui traversa donc tout le lobe frontal gauche ; il finit par guérir malgré la gravité de la blessure mais au moment de son rétablissement il n’était plus le même : excellent ouvrier et très respectueux de ses supérieurs avant son accident il était devenu un grossier personnage et n’avait plus aucun sens pratique pour son travail avec une diminution considérable de ses capacités intellectuelles (on dirait cognitives actuellement) ; c’était le début de la prise de conscience de ces phénomènes que le monde moderne allait multiplier , et en cela allié aux progrès de la médecine permettant de garder en vie un nombre de plus en plus important de blessés du cerveau ainsi que d’autres pathologies groupées sous le nom de cérébrolésions acquises, elles aussi de plus en plus nombreuses en raison de l’allongement de la durée de la vie et parmi lesquelles on trouve notamment les séquelles d’ AVC. Pour mieux cerner l’étendue et les limites de la neuropsychologie il faut donner quelques notions de l’agencement du cortex cérébral, le cortex associatif étant le plus concerné par ces séquelles invisibles.

Notion de cortex primaire , secondaire est associatif

La majeure partie du cortex cérébral est appelé néocortex (cortex à 6 couches de cellules) ; l’architecture de ces couches varie cependant d’un endroit à un autre permettant de définir des aires cyto-architecturales différentes ayant abouti à la classification de Brodmann en 50 aires numérotées de 1 à 50 ; il n’est pas question , sauf de façon marginale , d’entrer dans le détail de ces aires qu’on laissera aux spécialistes ; insistons seulement sur le fait que certaines aires corticales n’ont que 4 couches (archicortex) ; d’autres 3 (paléocortex) ; il est vraisemblable que ces deux dernières variétés sont de constitution plus ancienne et n’ont pas le même degré de complexité de traitement de l’information que le néocortex ; elles sont très limitées en surface mais n’en ont pas moins une très grosse importance physiologique.

Sur ce dernier plan il faut différencier cortex primaire, cortex secondaire (parfois dit associatif unimodal) et le cortex associatif multimodal ; pour ne pas mélanger les termes nous ne prendront que les trois dénominations les plus usitées : cortex primaire , secondaire et associatif.

Les cortex primaires ont déjà été traités avec la neurophysiologie : sensitif ou sensoriel ce sont eux qui reçoivent en premier les informations sensitives ou sensorielles venues de la périphérie ; moteur c’est celui qui lance l’action motrice finale après la mise en action des cortex secondaire et associatif frontaux ; il y a ainsi cinq cortex primaires sensitifs et sensoriels : sensitif , auditif , visuel , gustatif et olfactif et un cortex moteur primaire : ces cortex sont parfaitement identifiés.

Les cortex secondaires sensitif et sensoriels sont chargés de préciser les informations reçues par les cortex primaires ; le cortex moteur secondaire de donner les impulsions nécessaires à l’activation du cortex moteur primaire.

Les cortex primaires et secondaires étant de surface limitée, les cortex associatifs sont donc très étendus ; ce sont eux qui traitent les informations de plus haut niveau dans les domaines très variés que l’on rassemble souvent sous le terme de cognition ; leur délimitation anatomique à la surface du cerveau ne fait pas tout à fait l’unanimité : nous retiendrons la plus simple et la plus usitée divisant le cortex associatif en trois grandes aires : l’aire pariétale associative, l‘aire temporale associative et l’aire frontale associative ; ce sont en effet les lésions des cortex associatifs qui fournissent l’essentiel des troubles neuropsychologiques dits plus couramment invisibles.

Ces cortex sont reliés entre eux par des connexions neuronales corticales étendant les influx en tache d’huile dans le cortex lui-même mais aussi par des liaisons sous-corticales qui relient des régions très éloignées les unes des autres par les voies ultrarapides de la substance blanche , soit directement soit par des connexions intermédiaires avec les noyaux gris centraux : cela explique pourquoi des lésions de ces noyaux peuvent avoir des conséquences aussi importantes que les lésions corticales dans le domaine cognitif.

Situation et orientation générale des différents cortex

Pour suivre l’agencement de ces cortex il est nécessaire d’utiliser les 4 figures simultanément ;

en effet les fig 1 et 2 représentent :

• une face latérale de chaque hémisphère gauche (HGl) fig1

et

• ne face latérale de chaque hémisphère droit (HDl) fig2

bien que parfaitement symétriques anatomiquement nous y avons représenté deux fonctions différentes à voir avec le paragraphe sur les asymétries hémisphériques ;

• la fig 3 est la vue médiale de l’hémisphère gauche (HGm) fig3

• la fig 4 une vue inférieure des deux hémisphères (HDGi) fig4

le D est sur la gauche de l’observateur et le G à droite puisqu’il a fallu retourner le cerveau pour voir sa face inférieure.

Le cortex frontal comporte :

le cortex moteur primaire (CMP) devant la scissure de Rolando -R- (cf anatomie) ; c’est son activation qui déclenche les mouvements

les cortex moteurs secondaires : le cortex prémoteur (CPM) sur la face latérale et le cortex moteur supplémentaire (CMS) sur la face médiale; préparant l’activation du cortex moteur , le cortex prémoteur réagirait surtout dans les situations nécessitant une action ayant un rapport avec les stimulations extérieures à notre corps tandis que le cortex moteur supplémentaire réagirait à des stimulations personnelles autocentrées.

le cortex frontal associatif (CFA) est particulièrement développé atteignant à lui seul près du tiers de la masse corticale ; il peut être grossièrement divisé en trois parties : dorsolatéral , orbito-frontal et frontal interne ou cingulaire ;

le cortex dorsolatéral (cdl) (fig 1 et fig 2) a une fonction majeure dans l’organisation de nos occupations habituelles, imprévues ou au contraire préparées de façon plus ou moins complexe ; il est responsable de la mémoire de travail ,de l’attention volontaire et des fonctions dites exécutives cad de la mise en jeu de toutes les fonctions nécessaires à la réalisation de nos actes programmés ; il est aussi le support de notre flexibilité mentale ; cad de notre capacité à ne pas nous acharner à des taches insolubles et à trouver des alternatives plus accessibles pour résoudre un problème ou savoir l’abandonner .

le cortex orbito -frontal (cof) (fig 4) situé à la face inférieure des lobes frontaux (juste au dessus des orbites d’où son nom ) est le support de la sociabilité , du contrôle des sentiments notamment de la colère , en un mot du self-contrôle nous permettant d’adapter nos conduites sociales en fonction des situations vécues.

le cortex frontal interne (cfi) (fig 3) correspond à la face interne du cortex frontal associatif et au cortex cingulaire (cci) situé à la face interne des hémisphères : il est le support de nos émotions autocentrées cad ressenties sans cause immédiate extérieure évidente ainsi que d’une fonction psychologique particulièrement importante pour l’action : la motivation.

Le cortex pariétal comprend :

le cortex sensitif primaire (CSP) situé immédiatement en arrière de la scissure de Rolando ; il reçoit directement les influx sensitifs des sensibilités superficielle et proprioceptive du corps

le cortex sensitif secondaire (CSS) qui commence à interpréter les influx arrivés au cortex primaire n’est pas clairement identifié topographiquement : il se situe en arrière du cortex primaire sur une largeur mal évaluée ; par contre une région sensitive secondaire est parfaitement identifiée : le cortex dit SII (par rapport au cortex primaire dit SI ); il se situe tout en bas et en arrière de SI juste au dessus de la scissure de Sylvius (S) ; sa fonction serait l’intégration des informations sensitives reçues , l’identification des objets palpés et ses connexions avec l’hippocampe permettrait la mise en mémoire de ces sensations tactiles .

Le cortex pariétal associatif (CPA) s’étend très largement sur les faces latérale et médiale du lobe pariétal ; il empiète aussi nettement sur le cortex visuel associatif dont il est impossible de le différencier clairement tant l’action de ces deux cortex est intriquée ; son rôle majeur est l’orientation dans l’espace et le pouvoir attentionnel ; son rôle ne se limite bien sur pas là ; il est un lieu d’analyse des sensations tactiles ,visuelles et aussi auditives par son interférence avec le cortex temporal associatif ; il joue sans doute un grand rôle dans la mémorisation des évènements passés (mémoire épisodique) ainsi que dans la mémoire sémantique (mémoire des connaissances acquises).

Le cortex temporal comprend :

le cortex auditif primaire (CAP) situé à la partie supérieure et moyenne de la première circonvolution temporale ; c’est le lieu d’arrivée directe sur le cortex des stimulus auditifs .

le cortex auditif secondaire (CAS) l’entoure ; il commence à déchiffrer la signification des sons et des bruits

le cortex temporal associatif a trois rôles essentiels : compréhension du langage parlé et écrit (en raison de ses connexions avec le lobe occipital visuel ) ; identification des visages objets et couleurs ; centre de la mise en mémoire à long terme par l’hippocampe (Hi); comme pour le cortex pariétal associatif son rôle est très vaste ,car comme lui et avec lui il participe aux fonctions cognitives et au stockage de la mémoire à long terme notamment dans les domaines visuel et langagier .

Le cortex occipital comprend

le cortex visuel primaire situé essentiellement dans et de part et d’autre de la scissure calcarine (sc) à la face interne du lobe occipital; c’est le premier récepteur des influx visuels ; il correspond à l’aire 17.

le cortex visuel secondaire comprend les aires 18 et 19 de part et d’autre de l’aire primaire ; il commence à déchiffrer les premiers éléments apportés par l’aire primaire mais le phénomène d’identification nécessite la prolongation des influx vers les aires associatives pariétales et temporales ; raison pour laquelle on parle rarement de cortex associatif occipital.

Le cortex pariétal associatif est en effet la voie du « où ? » Cad de l’endroit de l’espace où se trouve ce qui est vu ; le cortex associatif temporal résout la voie du « quoi? » en identifiant l’objet , le sujet , sa couleur, etc…

PS : toutes ces notions sont vues en détail dans la page consacrée à la physiologie des voies visuelles.

Pour être complet il faut mentionner le cortex sensoriel olfactif (cso) situé tout à fait à l’arrière et à la face inférieure des lobes frontaux ; le cortex sensoriel gustatif (csg) se situe à la partie basse de SI (voir la physiologie de ces deux sens )

Enfin signalons la présence de l’amygdale (A) , plutôt noyau gris que substance grise corticale, à la face superficielle et antérieure de la face interne du lobe temporal , eu égard à son importance dans les émotions et de sa proximité avec le cortex cingulaire et l’hippocampe.

• Transmission des informations dans le cortex cérébral fig5

Toutes les régions corticales sont reliées entre elles ; il n’ y a jamais une région qui travaille isolément ; on peut imaginer dans une usine un poste de travail effectuant une tâche en l’absence de l’ensemble des employés ; ce mode de fonctionnement est inimaginable dans le cerveau pour la bonne raison que l’interdépendance et la connectivité à la milliseconde près est indispensable : certes au moment x des zones peuvent être plus actives que d’autres – ce que montrent bien certaines techniques modernes d’imagerie – mais celles qui sont en attente doivent pouvoir être activées à chaque instant ; pour cela les liaisons inter-corticales doivent être très denses et très rapides ; elles sont assurées en partie par des connexions en tache d’huile (a) dans le cortex lui-même qui permettent la fusion des informations d’une zone corticale à une autre proche ; mais aussi par les axones de la substance blanche qui grâce à leur protection de myéline transmettent des influx à grande vitesse entre des régions proches (c) ou éloignées (d) ainsi que d’un hémisphère à l’autre (e) ; à certains endroits cette richesse de connexion peut même être individualisée sous forme de faisceaux dont les plus volumineux sont les faisceaux longitudinaux supérieur et inférieur , le faisceau unciné et le très classique faisceau arqué (fig 1) jouant un rôle très important dans le langage comme on le verra plus loin ; ces faisceaux sont maintenant clairement visibles dans des techniques radiologiques très modernes (IRM avec tenseur de diffusion). Le passage des influx d’un hémisphère à l’autre se fait essentiellement par cette grosse formation de substance blanche appelée corps calleux (cc) et visible en coupe sur la fig 5.

Une grande partie des axones de la substance blanche venant du cortex font relais dans les noyaux gris centraux notamment dans les noyaux dorsaux du thalamus (Th) ou avec le noyau lenticulaire (NL) ; une fois la connexion faite le (les) neurone du noyau gris concerné envoie un axone également myélinisé vers une autre région corticale. Bien que le rôle exact des noyaux gris centraux dans la cognition et le comportement ne soit pas encore tout à fait clair , leur utilité y est indéniable quand on constate la gravité des séquelles invisibles que peuvent engendrer leurs lésions ; ils pourraient effectivement avoir un rôle renforçateur, modulateur et freinateur suivant les situations comme ils l’ont dans la motricité (voir physiologie -motricité et noyaux gris centraux ).

Notions d’asymétrie hémisphérique

Bien que morphologiquement identiques il est connu d’assez longue date que les deux hémisphères ont des fonctions différentes et complémentaires dans d’assez nombreux domaines ; physiologiquement la préférence hémisphérique gauche pour la motricité est connue depuis longtemps ; les voies motrices croisées au niveau du bulbe expliquent la surreprésentation droitière dans l’exécution des mouvements de l’ordre de 85 % si l’on prend la préférence droitière de la main ; il existe en effet des dissociations possibles concernant les membres inférieurs et l’oeil directeur de sorte que les « gauchers en tout » ne sont que 3 % de la population mondiale .

Cette asymétrie hémisphérique existe également dans le domaine cognitif ; nous prendrons deux exemples classiques : le langage et l’attention car leur altération différencie de manière caractéristique les grands AVC sylviens suivant que l’atteinte touche l’hémisphère gauche ou le droit ; en plus de la paralysie opposée au site de l’AVC , les AVC sylviens gauches se caractérisent par une aphasie (trouble important du langage ) associée à une hémiplégie droite ; les AVC sylviens droits associent une hémiplégie gauche et l’absence d’attention notamment dans le champ visuel gauche alors que la chaine visuelle est intacte .

Les aires du langage (fig1) sont en effet situées le plus souvent dans l’hémisphère gauche et cette prédominance est encore plus importante que celle pour la motricité car elle atteint plus de 95% ; cette prédominance est liée à la présence d’une zone de décodage du langage (tant parlé que écrit) dans l’aire associative temporo-pariétale gauche (aire de Wernicke -w-) et d’une aire prémotrice du langage articulé située à la jonction de l’aire prémotrice et du cortex associatif frontal gauches (aire de Broca-) ; ces deux aires sont reliées par la voie ultrarapide du faisceau arqué -fa- ; Ces fonctions génétiquement programmées sont fixées à l’âge de 5 ans ; avant 5 ans l’hémisphère droit peut prendre en charge l’acquisition du langage ce qui signifie que les structures anatomiques sont identiques d’un hémisphère à l’autre , mais que la préférence gauche est programmée à 95 % pour la grande majorité d’entre nous.

Les pathologies des cortex pariétaux associatifs donnent une autre idée de ces asymétries ; en effet leur fonction d’attention diffèrent à gauche et à droite ; ainsi l’aire pariétale attentionnelle droite (indiquée en violet bleu sur la fig 2) permet de porter son attention sur les deux champs visuels (D et G) alors que la gauche ne porte son attention que sur le champ visuel droit.

fig6

La fig 6 (contrairement à la fig 4 le cerveau est imaginé vu d’en haut, le coté G est donc à G et le côté D à D) essaie de donner une explication assez simple d’une séquelle très classique de certains AVC touchant les cortex pariétaux et appelée héminégligence : cette pathologie acquise , qui peut aussi se rencontrer dans d’autres cérébrolésions , dont les traumatismes crâniens, se caractérise par la perte d’attention à l’espace visuel controlatéral en raison du croisement des voies visuelles sur la ligne médiane (voir page sur la physiologie de la vision) ; on peut ainsi supputer que l’image visuelle qui a atteint le premier déchiffrage dans l’aire visuelle opposée remonte en se précisant vers les aires pariétales où elle est prise en charge par les aires pariétales attentionnelles correspondantes ; or la droite (apad) serait plus développée que la gauche (apag) à laquelle elle apporterait même un surplus attentionnel figuré par la grande flèche noire qui traverse le schéma ; il en résulte que lorsque l’apad est lésée l’attention n’est plus attirée sur la droite alors que l’activité de l’apag persiste : le patient ne s’intéressera plus qu’au champ visuel droit ; en cas d’atteinte de l’apag , l’apad palliera le plus souvent son atteinte et il n’y aura pas d’héminégligence ; c’est pourquoi l’héminégligence est essentiellement gauche et souvent associée à une hémiplégie gauche due à un AVC droit ; nous verrons sur la page dédiée à cette séquelle très particulière que le déficit attentionnel est rarement limité à la seule négligence visuelle et que les mécanismes en cause sont en réalité très complexes sans faire encore l’objet d’explications parfaitement consensuelles.

Il existe d’assez nombreuses autres asymétries dont il sera fait mention dans les pages destinées à telle ou telle fonction neuropsychologique mais il était important de monter l’aspect caractéristique de deux séquelles touchant des régions corticales identiques mais de côté opposé.