- Fonctions du lobe frontal - article ; n°1 ; vol.49, pg 295-323

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L'année psychologique - Année 1948 - Volume 49 - Numéro 1 - Pages 295-323
29 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : jeudi 1 janvier 1948
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Robert B. Livingston
I. - Fonctions du lobe frontal
In: L'année psychologique. 1948 vol. 49. pp. 295-323.
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Livingston Robert B. I. - Fonctions du lobe frontal. In: L'année psychologique. 1948 vol. 49. pp. 295-323.
doi : 10.3406/psy.1948.8363
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1948_num_49_1_8363NOTES
I
FONCTIONS DU LOBE FRONTAL
par Robert B. Livingston, M. D. 1
Introduction
Les lobes frontaux ont reçu une attention particulière, aussi bien
en clinique qu'au laboratoire, durant les dix dernières années et plus
qu'aucune autre partie du système nerveux central. Cette orientation
a été due en partie à la tendance naturelle de la science à rechercher
un niveau plus élevé de compréhension de manifestations complexes
relativement inconnues; mais aussi à une impulsion venue des succès
cliniques remportés dans les opérations pratiquées sur quelques par
ties du système nerveux dans certaines maladies mentales.
Il est hors de doute que le comportement global d'un individu peut
être remarquablement modifié par une intervention, quel qu'en soit
le type, portant sur le lobe frontal. Ces modifications, au lieu de se
limiter au domaine strictement neurologique selon les voies motrices
ou sensitives directes se situent plutôt dans le domaine des processus
mentaux, des réactions psychologiques et du comportement émot
ionnel.
En raison de la rapidité des progrès sur ce sujet, une brève revue
comme la nôtre ne peut que donner une vue d'ensemble en résumant
les grandes lignes des faits expérimentaux et cliniques. Des conclu
sions générales pourraient en être tirées et servir de point de départ
à des recherches plus poussées.
Nous avons été habitués à séparer assez arbitrairement les expé
riences de Sherrington et les études de Pavlov. Le premier effectua
une analyse très soigneuse de la hiérarchie des réflexes et de leur loca-
1. National Research Council Senior Fellow in Neurology, 1948-1949;
William B. Gruber Fellow in Neurophysiology, 1949-1950, actuellement
au Laboratoire de Neurophysiologie générale, Collège de France, Paris
(décembre 1949). 296 NOTES
lisation nerveuse spécifique, tandis que les travaux du second étaient
tournés vers la compréhension des schémas de comportement global,
sans préciser les composantes neurologiques qui y sont attachées. Il
devient de jour en jour plus évident que la distance qui sépare ceux
qui étudient le comportement émotionnel et les processus psycholo
giques les plus fins de l'organisme entier et ceux qui veulent inter
préter les hautes et les plus délicates inter-réactions de l'activité
viscérale et du système nerveux central diminue rapidement. Il y a
déjà plusieurs laboratoires où les techniques et les buts de ces deux
groupes de chercheurs deviennent identiques à la suite des -résultats
de recherches effectuées en collaboration.
Nous connaissons un certain nombre de choses concernant les
réflexes spinaux et il a été prouvé, sans le moindre doute, qu'ils sont
capables de se produire en l'absence de l'ensemble diz système ner
veux central à l'exception des segments spinaux envisagés. Un grand
nombres de réflexes plus complexes ont trait à des circuits nerveux
intéressant le bulbe, le tronc cérébral et l'hypothalamus. La plupart de
ces réflexes sont considérés par nous comme à peu près analogues à
des phénomènes automatiques' du type des « servo-mécanismes »;
c'est-à dire qu'ils se produisent sans grande préparation ou contrôle
« mental ». Nous les considérons comme étant conditionnés par ces
centres bas situés (et probablement irresponsables, dans le sens que
nous avons peu ou que nous n'avons pas de contrôle sur eux).
Dans l'analyse expérimentale de ces réflexes, il est un défaut notoire
qui mérite d'être rappelé ici. Il tient à ce que nous pouvons seul
ement apprendre, pour un réflexe donné, quels sont les niveaux ana-
tomiques nécessaires à son existence. De ce fait, nous avons ten
dance à négliger la part apportée à ce réflexe, par les autres
parties du système nerveux.
Un second point très important à souligner, mais évident, est que
la totalité de notre comportement est conditionné par la structure
et le fonctionnement de notre système nerveux central. La complexité
et l'adaptabilité de notre comportement total est simplement un
reflet extérieur de la complexité de notre système nerveux. Il y
a un contrôle nerveux sur tous les mécanismes du comportement,
lequel comprend : les contractions musculaires (muscle strié, muscle
cardiaque ou muscle lisse) et les sécrétions glandulaires; par consé
quent, il existe un contrôle nerveux sur toutes les répercussions
mécaniques et chimiques que ces mêmes activités peuvent mettre en
jeu.
Donner une explication de la totalité de notre comportement, en
fonction de l'activité du système nerveux, est un problème trop
immense pour qu'on puisse s'attendre à sa solution prochaine.
Mais sa complexité ne doit toutefois pas nous empêcher de faire
une tentative d'analyse des données qui sont actuellement à notre
portée. B. LIVINGSTON. FONCTIONS DU LOBE FRONTAL 297 R.
Lorsqu'un homme se cogne la jambe sur une barre, des jurons
peuvent lui échapper comme la mousse s'échappe d'un verre de bière.
Son comportement représente la réaction extérieure inconsidérée de
son état intérieur : ceci constitue une é-motion (ex-motio) dans le
sens littéral du terme. Nous ne pensons pas souvent aux forces qui se
trouvent derrière la décharge émotionnelle, ni aux facultés aux
quelles le système nerveux peut faire appel dans les conditions qui
demandent le contrôle des émotions.
Une grande partie de notre comportement quotidien est constituée
de réponses comparables, plus ou moins contrôlées par notre faculté
à les différer ou à les modifier pour en donner une forme sociale plus
acceptable afin de faire face à la situation immédiate : cette faculté
est capacité à supprimer, diminuer ou étendre notre réponse « ré
flexe », concrète, vis-à-vis de notre milieu environnant. Les plus
simples exemples de cette modification du comportement peuvent
être trouvés dans les pensées et les actions qui résultent de nos be
soins essentiels. Elles peuvent être particulièrement abstraites, c'est-
à-dire « civilisées », raffinées et cultivées, ou bien grossières, brutales
et concrètes.
Le degré de contrôle de notre conduite qui tend à la rendre a
imable, généreuse et dévouée, dépend exactement de notre capacité
d'agir avec précision sur nos réflexes végétatifs.
L'acte de se nourrir est une synthèse qui s'effectue habituellement
sans le contrôle de la réflexion. Le rapport de ses deux facteurs :
la faim et la satisfaction ressentie en savourant la nourriture, est
considéré comme évident. Mais le comportement d'un individu en
réponse à l'impulsion de la faim peut être variable, parce qu'il est
guidé par l'intensité de l'impulsion de la faim et par la capacité de
l'individu à se soumettre aux obligations du milieu social. Si la faim
est suffisamment intense, rien d'autre ne peut occuper sa pensée et
rien ne sera recherché en dehors de la nourriture. L'individu perd r
apidement le vernis du comportement social et peut même adopter
le comportement le plus animal. Dans ce cas, la faculté de l'individu
à accepter et à agir selon les valeurs abstraites que sous-entend un social normal, est complètement « court-circuitée ».
Son devient alors immédiatement concret et spéci
fique en réponse à la situation liant, par exemple, une faim intense
et un objet comestible. La synthèse est faite avec simplicité et per
fection.
Un homme privé de certains mécanismes de son lobe frontal, soit
par accident, soit à la suite d'une intervention chirurgicale, est sujet
à un désordre parfaitement caractérisé par des réactions immédiates
et concrètes envers son milieu. Il manifeste un trouble de sa pensée
abstraite dans les tests conçus pour mettre en évidence cette fonc- NOTES 298
tion. Son comportement reflète nettement un tel trouble. Alors
qu'auparavant, il pouvait avoir des buts abstraits, il agit mainte
nant directement et de manière formelle, souvent avec un air d'assu
rance brusque.
Ainsi, il aura tendance à interpréter les tests-fables sous leur aspect
concret et littéral sans pouvoir en dégager un sens abstrait. De plus,
si on lui demande de fournir une liste de substantifs, il donnera sur
tout des noms se rapportant à des choses concrètes en général immé
diatement accessibles à ses sens et non des substantifs évoquant une
idée abstraite. Enfin, quand on lui ordonne de fermer les yeux, il se
trouvera souvent dans l'impossibilité de continuer après quelques
mots. H montrera une diminution certaine ou même une absence de
processus mentaux abstraits tels que : rêves, rêveries diurnes, phéno
mènes pathologiques des obsessions, illusions et hallucinations.
Sa capacité de sentir les grandes joies ou les grandes peines est
réduite. La conception de la souffrance a disparu de sa perception
de la douleur. Il peut être capable de réagir et peut, en fait, réagir
violemment, en se mettant en colère, en réponse à la douleur; mais
il n'est plus capable de maintenir une grande bonne humeur ou une
rancune. Les malades en proie à des douleurs chroniques sont moins
préoccupées et moins sensibles à leurs misères, bien qu'elles puissent
répondre à une question directe relative à leur état qu'elles « se
sentent aussi mal que par le passé ».
C'est par cette diminution concomitante de la perception de la
méditation, et des réactions abstraites, et par la plus grande ten
dance de leurs pensées à avoir un sens direct, simple et concret, que
les individus atteints de lésions du lobe frontal sont le plus caracté
ristiques.
C'est dans les conséquences des perturbations des mécanismes ner
veux survenant à la suite d'interventions sur le lobe frontal que les
principaux partisans ainsi que les critiques de la psycho-chirurgie
trouvent substance à leurs discussions.
Comme on le verra dans les pages suivantes, les faits anatomiques
physiologiques et cliniques montrent indiscutablement combien
est important le rôle joué par le lobe frontal dans les composantes les
plus intégrées des réactions aux impulsions viscérales et, plus généra
lement, dans l'ensemble du comportement émotionnel.
Le lobe frontal.
Le lobe frontal peut être grossièrement divisé en deux régions, la
zone de représentation motrice somatique, située juste en avant de la
scissure de Rolando, et ce qu'on appelle 1' « aire d'association fron
tale », ou « aire préfrontale », qui occupe tout le pôle frontal de l'h
émisphère et dont le nouveau traitement chirurgical des maladies
mentales vient de souligner le rôle de premier plan. B. LIVINGSTON. — FONCTIONS DU LOBE FRONTAL 299 R.
On avait jusqu'ici accordé peu d'attention au fait que le cortex
moteur et le cortex préfrontal constituaient en même temps les aires
de projection du système nerveux viscéral. Les neurones efférents
localisés dans deux zones du cortex moteur frontal (l'aire prémotrice
ou aire 6 et le champ frontal des yeux ou aire 8), sont en relation avec
les centres situés plus bas du système végétatif et se trouvent proba
blement activés par le même enchaînement de stimuli déclenchant les
réponses motrices somatiques. On peut donc penser qu'il existe ainsi
une coordination très étroite de l'activité viscérale et des mouve
ments somatiques.
Par contre, les neurones efférents de l'aire préfrontale ont la parti
cularité d'être en relation avec des centres inférieurs qui sont
presque exclusivement les centres viscéraux. Les rares fonctions
somatiques qui prennent naissance dans cette région du cortex
paraissent subordonnées à l'activité du système nerveux végétatif.
Ainsi dans la zone motrice somatique, les fonctions végétatives
sont dominées par l'activité motrice, alors que dans la zone pré
frontale, le rapport est inverse, l'activité viscérale dirigeant les
fonctions motrices. Par exemple, l'excitation de nombreux points
de la région préfrontale déclenche des mouvements respiratoires. Ces
mouvements sont transmis à la périphérie par des nerfs myélinisés et
exécutés par des muscles striés; ils sont au sens strict des « mouve
ments somatiques », et pourtant ils remplissent une fonction essen
tiellement végétative.
Le lobe frontal dans son ensemble (particulièrement dans sa région
préfrontale) est impliqué dans les activités d'intégration les plus éle
vées du système nerveux végétatif. Les lobes frontaux jouent un
grand rôle dans l'accomplissement et la régulation des fonctions
viscérales, c'est-à-dire dans ce qui constitue la base organique de
l'attitude affective de l'individu c'est-à-dire dans l'expression des
émotions. Il n'est donc pas surprenant qu'après une lobotomie fron
tale, la vie émotive du malade soit profondément modifiée.
On estime que plus de vingt mille opérations ont été pratiquées
sur les lobes frontaux de l'homme dans les quatorze dernières années.
Il est encore très souvent impossible de préciser chez quel malade le
résultat d'une intervention sera favorable et chez quel autre on enre
gistrera un échec. Des troubles psychiques très divers ont été traités
par le même procédé chirurgical, la lobotomie frontale, qui isole
presque complètement du reste de l'encéphale un cinquième de la
masse cérébrale. Le substratum neurologique de ces différentes psy
choses est-il le même? En pratiquant une large section, qui inte
rrompt toutes les connexions, le neuro-chirurgien ne détruit-il pas
plus qu'il n'est nécessaire? Ces questions nous ont engagé à étudier
si les différentes régions du lobe frontal sont anatomiquement et
fonctionnellement équivalentes ou non, et quelles semblent être les
fonctions du lobe frontal dans son ensemble. 300 NOTES .
Le cortex moteur précentral.
Considérations anatomiques.
Le cortex moteur précentral comprend, dans l'ordre à partir de la
scissure de Rolando, le cortex moteur primaire, aire 41, le cortex pré
moteur, aire 6, et le champ frontal des yeux, aire 8, ainsi que, dans la
troisième circonvolution frontale, les aires 44 et 45, que l'on consi
dère être en rapport avec les phénomènes moteurs du langage. La
plus importante projection afférente du cortex moteur précentral,
venant de centres inférieurs, passe sur les noyaux thalamiques ven-
trolatéraux, qui servent de relai principal entre cervelet et cortex.
Ces noyaux thalamiques ventrolatéraux ont déjà une représentation
topographique nette des différentes régions du corps. Ainsi la position
et le mouvement des parties du corps, tels qu'ils sont r
econnus par les grands systèmes somatiques sensoriels, peuvent influer
directement sur certaines composantes du système nerveux végét
atif. Le cortex moteur précentral est donc un chaînon important
dans les relations intimes entre les systèmes nerveux somatique et
végétatif.
Considérations physiologiques.
Le cortex moteur précentral, (particulièrement le cortex prémot
eur et le champ frontal des yeux) possède une riche représentation
des mécanismes respiratoires, vasomoteurs, pilomoteurs, sudori-
pares de même que des représentations du frisson, de l'activité gastro
intestinale, de la fonction vésicale, de la réponse pupillaire et de la
fonction lacrymale (9, 66, 67,73-77, 83, 84, 93, 95, 98, 100, 102, 107,.
110, 112, 120, 121, 123, 125, 127, 131, etc.).
Le cortex prefrontal.
Considérations anatomiques.
Champs architectoniques . — Le cortex préfrontal comprend : les
aires 9 à 12, sur les surfaces dorsale, frontale et orbitaire du cerveau,
les aires 46 et 47 sur sa surface latérale; les aires 24 et 32 sur sa sur
face médiane. Walker a en outre démontré chez le singe la présence
d'une aire 13 sur la partie postérieure du sillon orbitaire (61).
Connexions cortico-corticales. — On peut schématiquement ad
mettre que les faisceaux de connexion les plus évidents sont ceux;
qui relient la surface convexe de la zone préfrontale aux lobes parié-
1. Tous les systèmes de dénomination cytoarchitectonique sont arbi
traires et chacun a ses limites : on a utilisé ici la dénomination de Brodmann.
qui est peut-être la plus couramment employée. B. LIVINGSTON. FONCTIONS DU LOBE FRONTAL 301 R.
tal, occipital et temporal, la, surface orbitaire à l'extrémité du lobe
temporal et enfin la surface orbito-médiane à la circonvolution cin-
gulaire (cire, du corps calleux ou limbique supérieure) et secondai
rement à l'hippocampe. Toutes ces connexions semblent être faites
dans les deux sens, à la fois corticofuge et corticopète.
Connexions cortico-thalamiques . — Un second groupe de connexions
Fig. 1. — Figure illustrant les principales voies ascendantes, afférentes aux
différentes régions du lobe frontal. Notez les voies allant de l'hypothala
mus au noyau dorso-médian du thalamus et de là au cortex frontal, plus
précisément aux aires 8, 9, 10, 12 et 11. L'aire 13, sur la face orbitaire
reçoit également quelques-unes de ces projections. Ce fait n'est pas indi
qué sur la figure. Le noyau antérieur du thalamus reçoit des corps mamil-
laires, par le faisceau de Vicq d'Azyr et donne des fibres de projection à
l'aire 24 et ainsi indirectement à l'aire 32. Le noyau dorso-médian et le
noyau antérieur du thalamus sont réunis à leurs aires de cor
ticale par des connections systématiques de point à point et par des
systèmes connectifs plus diffus. Notez la nette différence anatomique entre
les de projection corticale allant à la face interne du lobe fron
tal et ceux allant aux faces convexe, polaire et orbitaire du lobe frontal.
(D'après Le Gros Clark, 1948, modifié par Fulton.)
réunit le cortex préfrontal au thalamus et pour être plus précis à deux
groupes principaux de noyaux thalamiques, les noyaux dorso-
médians et les noyaux antérieurs. Les noyaux dorso-médians sont
connectés à toute l'écorce préfrontale, sauf aux aires 24 et 32, situées
sur la surface médiane et qui embrassent l'extrémité antérieure
du corps calleux. Les connexions de noyaux et de
l'écorce préfrontale sont aussi bien cortifoeuges que corticopêtes : il
existe à la fois des relations systématiques de point à point et des con
nexions diffuses (25, 33, 42, 46, 57, 62, 141, etc.). Les aires 24 et 32
reçoivent des fibres des noyaux thalamiques antérieurs et en envoient
au noyau caudé (26, 28, 34, 37, 45, 55, etc.).
Le groupe des noyaux dorso-médians forment le relai thalamique
principal pour les influx des circuits viscéraux inférieurs allant de
l'hypothalamus au cortex (19, 25, 37, 45, etc.). Ainsi, l'écorce pré- 302
frontale convexe latérale et orbitaire devient la centrale réceptrice
de la « sensation » viscérale.
Le champ récepteur de la circonvolution limbique supérieure est
plus complexe et plus indirect. Il reçoit des fibres du groupe nu
cléaire thalamique antérieur dans lequel se terminé un important
faisceau de fibres de fonction inconnue appelé voie mamillotha-
lamique de Vicq d'Azyr. Ainsi le système entier du f ornix avec
Fig. 2. — Figure illustrant les principales voies descendantes partant des
diverses régions du lobe frontal. Notez les allant de l'aire suppres-
sive, dans l'aire frontale oculaire (8 s) et de la circonvolution du corps
calleux (24) au noyau caudé. Les autres régions, comprenant l'aire 8 elle-
même, se projettent non seulement dans le noyau médian du thalamus
mais aussi dans l'hypothalamus, dans les corps mamillaires et même dans
le toit du pédoncule cérébral. (D'après Le Gros Clark, 1948, modifié par
Fulton.)
l'hippocampe et le fascia dentata (corps godronné) entre en rapport
avec l'aire 24 par l'intermédiaire des corps mamillaires et du thal
amus (25, 35, 55, 150, 151, etc.).
Considérations physiologiques.
Neurono graphie physiologique : des fibres difficiles à suivre par la
coloration ou d'autres techniques peuvent être repérées grâce à leur
activation strychninique (45, 79, 80, 103, 124, etc.). Chez le Singe, on
a trouvé des connexions directes entre le cortex préfrontal et diff
érents noyaux de l'hypothalamus et des noyaux de la base. La strych
nine rend les corps cellulaires hyperexcitables, si bien qu'ils se dé
chargent synchroniquement; la conduction ne se fait que dans la
direction orthodromique. Les connexions découvertes par cette
méthode représentent probablement les voies efîérentes normales
(45,63). B. LIVINGSTON. FONCTIONS DU LOBE FRONTAL 303 B.
Les surfaces convexe et latérale du lobe préfrontal se déchargent
dans le noyau supra-optique, le noyau paraventriculaire et le système
périventriculaire de l'hypothalamus (45, 63). D'autre part, la surface
orbitaire a des connexions avec le noyau et l'aire
hypothalamique postérieure (63). Elle se décharge aussi dans son
aire homologue de l'hémisphère opposé, ainsi que dans l'aire 38, à
l'extrémité antérieure du lobe temporal. De plus, la face orbitaire en
voie des fibres au noyau caudé, au putamen, au globus pallidus, à
une partie de la capsule interne, fibres qui se terminent dans ces fo
rmations ou qui les traversent (143). Ainsi les voies efférentes du cor
tex préfrontal se dirigent vers les centres inférieurs du système
végétatif.
Excitation électrique. — II y a plus de cinquante ans, Spencer étu
diait systématiquement les réponses respiratoires à la stimulation
de la surface orbitaire (145). Quoiqu'il n'ait pas discuté les effets obte
nus par la tension artérielle, ses enregistrements montrent d'impor
tantes modifications vasculaires après la stimulation. Le travail de
Spencer a depuis lors été développé et des effets vasomoteurs et res
piratoires ont été observés par la stimulation de la surface orbitaire
chez l'homme (138). Bien plus, Delgado a démontré que ces deux
types de réponses peuvent être produits à partir de points du cortex
préfrontal cachés dans la profondeur des sillons (131, 133). On a
démontré à plusieurs reprises l'indépendance de ces phénomènes ci
rculatoires et respiratoires (133, 138, 139, 143, 145). Sachs, Brendler
et Fulton ont récemment mis en évidence le fait que les changements
de la fréquence de stimulation peuvent inverser les effets de pression.
Signalons que l'inversion obtenue par le changement de fréquence en
regard de l'espace perforé antérieur est réciproque de celle que l'on
constate au niveau de la circonvolution orbitaire postérieure (143).
La surface médiane du lobe frontal (l'extrémité antérieure de la
circonvolution cingulaire) est une aire inhibitrice (« suppressor
area'») (147, 149, 151). Comme pour les autres aires inhibitrices (8s,
4«, 3s, 19*), son excitation est suivie à la fois d'une disparition pro*
gressive et généralisée de l'activité corticale spontanée, de la perte
du tonus postural, et de l'inhibition des mouvements induits par la
stimulation du cortex (80, 82, 103). Comme toutes les aires inhibi
trices, l'aire 24 se projette dans le noyau caudé, mais elle doit être
une « aire inhibitrice maîtresse », puisqu'elle est la seule à se pro
jeter dans chacune des autres aires inhibitrices (103, 151).
C'est également dans la circonvolution limbique supérieure qu'on
met en évidence des points dont la stimulation déclenche un arrêt
respiratoire, une dilatation pupillaire et des modifications de la
tension artérielle (147, '149, 151).

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