Le cortex cingulaire antérieur : contrôle exécutif, contrôle émotionnel

Aujourd’hui, nous parlons du cortex cingulaire antérieur (CCA) et, plus précisément, du contrôle exécutif et émotionnel du CCA.

Contrôle Exécutif

Posner et al. (2007), Posner et Rothbart (2007) et Bush, Luu et Posner (2000) ont proposé que le cortex cingulaire antérieur, et plus exactement le gyrus cingulaire antérieur, fasse partie d’un réseau attentionnel exécutif. Mais aussi que son rôle principal est de réguler le traitement des informations provenant d’autres réseaux, tant dans les modalités sensorielles qu’émotionnelles (Öschner & Gross, 2005).

Le terme contrôle cognitif fait référence à une série de fonctions exécutives qui servent à configurer les systèmes cognitifs. Et ce, afin d’effectuer une tâche, en particulier dans des situations impliquant un effort ou un comportement non routinier (Botvinick et al., 2004).

Comment cette configuration est-elle produite ? Certains auteurs (Botvinick et al., 2004 ; Posner et al., 2004) ont proposé une hypothèse de surveillance des conflits, dans laquelle la détection des conflits dans la tâche a lieu. Lorsque cette détection est produite, le CCA entame une série d’ajustements stratégiques dans le contrôle cognitif et dans la planification de la réponse. L’objectif est de réduire le conflit lors du prochain essai et de bien faire les choses.

Ces résultats ont été affinés par Dosenbach et al. (2008). Pour son groupe, le CCA et surtout le CCA dorsal, semble être un nœud de traitement qui prend du poids par rapport aux structures préfrontales en tant que structure nécessaire pour réaliser des tâches cognitives de haut niveau. Notamment lorsqu’il est nécessaire de maintenir un ensemble cognitif, et de détecter que ledit ensemble est défaillant dans l’exécution d’une tâche.

Dans quelle mesure le cortex cingulaire antérieur intervient-il dans ce processus ?

Botvinick et al. (2004) ont établi que le suivi des conflits suppose que si le CCA est impliqué dans le suivi et l’évaluation des résultats d’une action, il sera possible de s’assurer que le conflit était l’un des résultats auxquels le CCA est sensible. Cela pourrait se produire en détectant une réduction de la récompense, et également en détectant une augmentation du seuil d’effort, deux fonctions qui ont été liées au CCA.

Par conséquent, le CCA est chargé d’établir les deux paramètres ainsi qu’une estimation des coûts-avantages qui sous-tendent le choix d’une stratégie ou d’une action. Le suivi ne serait pas chargé de la sélection d’une stratégie de résolution cognitive ou d’un plan d’action. Il s’agit en fait d’un mécanisme de contrôle évaluatif des résultats qui, en cas de non-satisfaction, envoient des informations à d’autres structures et nœuds du système de planification. Ce sont le réseau fronto-pariétal et le cervelet qui sont responsables de la gestion des erreurs, de l’élaboration des stratégies d’action et de l’apprentissage.

Fan, Hof, Guise, Fossella & Posner (2007), citant Strick et Picard (2001), établissent une division fonctionnelle pendant le traitement des conflits, dans laquelle le cortex cingulaore :

• rostral antérieur est impliqué dans le traitement des conflits
• rostral postérieur est impliqué dans la sélection de la réponse
• postérieur est impliqué dans l’exécution du mouvement

Pour ce groupe, les connexions entre cette structure et les autres sont efficaces, c’est-à-dire qu’elles exercent un contrôle descendant qui redirige l’information. Lorsque le conflit est détecté dans le CCA rostral, cette information va vers les zones postérieures du cortex cingulaire et zones du lobe frontal (en particulier le cortex moteur supplémentaire, le cortex prémoteur et le cortex préfrontal latéral) pour la sélection et l’exécution de la réponse.

Le CCA rostral : un mécanisme de contrôle émotionnel ?

Le cortex cingulaire antérieur rostral résout le conflit émotionnel en supprimant l’activité de l’amygdale et de ses connexions sortantes, où il conduit à un affaiblissement des réponses autonomes sympathiques. Par conséquent, nous parlons d’un phénomène émotionnel descendant. Pour parler de contrôle émotionnel inhibiteur, nous devons faire une distinction entre les processus conscients et non conscients. Etkin et al. (2004) ont démontré qu’il existe des différences dans l’activité de l’ACC rostral lorsque les stimuli sont conscients et lorsqu’ils ne le sont pas.

Au cours du traitement inconscient des stimuli, les sujets différaient. En effet, ils ne pouvaient pas identifier l’anxiété liée à la vigilance avec un stimulus menaçant lié au contexte, et donc ils divergeaient selon leur niveau d’anxiété individuel. Les résultats ont également montré qu’une fois que les sujets avaient reconnu la menace potentielle, ils réagissaient de la même manière. De même, quel que soit le type de thérapie qu’ils avaient reçu, c’est-à-dire qu’après avoir réussi, ils réduisaient aussi leur anxiété. En fin de compte, le rostral CCA exercera un contrôle conscient de l’émotion inconsciente initiale produite par l’amygdale, éclairant deux étapes du traitement émotionnel.

L’implication pour le traitement attentionnel est évidente et importante. Dans les pathologies impliquant un traitement émotionnel, la sur activation de l’amygdale rend les sujets plus sensibles aux interférences, avec une forte distraction pour les patients psychiatriques. Cette sur activation est par ailleurs corrélée à une sous-activation de l’ACC rostral.

Comment ce mécanisme de contrôle émotionnel est-il lié à certaines pathologies cliniques ?

Dans la dépression, il y a une suractivation du cortex préfrontal médian et du CCA rostral lors du traitement autoréférentiel des mots négatifs. L’activité du CCA rostral montre la relation entre l’activité du cortex préfrontal médial et la gravité des symptômes. En fait, la relation entre le cortex préfrontal médian, l’amygdale et le CCA rostral a montré une corrélation entre le traitement autoréférentiel et le traitement des informations émotionnelles négatives (Yoshimura et al., 2009).

Dans le stress post-traumatique, ils montreraient une sous-activité du CCA rostral lors de l’évocation du traumatisme et de sa ré-expérimentation, et la sévérité des symptômes est fortement corrélée à la sous-activité du CCA rostral. De la même manière, chez les sujets anxieux, il y a un échec à supprimer l’activité de l’amygdale. De plus, lors d’une situation perçue comme très menaçante, l’anxiété est corrélée négativement avec l’activité de l’ACC rostral, et positivement avec l’ACC dorsal, ce qui pourrait expliquer l’état d’hypervigilance.

Les changements d’activité dépendraient du degré de menace perçue. Et cette menace perçue varie selon l’anticipation des stimuli aversifs. Straube et al. (2008) montrent également dans leur étude qu’il existe une variation de l’activité du cortex cingulaire qui dépend de ce degré de menace perçue.

Attention-émotion continue

C’est dans ces phénomènes que l’on peut voir comment l’attention et l’émotion deviennent un même phénomène, excluant les dichotomies traditionnelles qui sont progressivement abandonnées. Il existe un continuum attention-émotion et différents degrés de contrôle entre les deux. L’émotion intense monopolise les ressources attentionnelles jusqu’à l’hypervigilance, voire la distraction absolue par rapport aux stimuli contextuels pertinents. Par conséquent, les émotions peuvent moduler l’attention en choisissant un type de foyer attentionnel plutôt qu’un autre, comme les signaux intéroceptifs chez les sujets atteints d’hypocondrie.

Soit les ressources cognitives peuvent exercer un contrôle sur les émotions, permettant leur contrôle, soit leur reformulation (ce qui se passe dans de nombreuses thérapies), pour lesquelles elles doivent recruter des ressources attentionnelles focalisées dessus, comme dans la vérification d’arguments absurdes pendant la dépression, ou durant la reformulation cognitive des phobies.

En fin de compte, le cortex cingulaire est une structure « passante ». Il nous permet de vérifier notre évolution en tant qu’espèce au sein de notre propre cerveau. Ces structures nous assimilent aux autres (le système limbique), aux zones cognitives supérieures (néocortex) ; et comment certaines structures en influencent d’autres.

Si vous avez aimé cet article, les articles suivants peuvent vous intéresser :