Le lobe frontal, chef d’orchestre du cerveau

Recherche Mis en ligne le 2 août 2016
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Le lobe frontal contrôle nos comportements les plus complexes tels que la prise de décision ou la créativité. Dans une nouvelle étude publiée dans Cerebral Cortex, l’équipe de Michel Thiebaut de Schotten, à l’ICM, a identifié 12 aires de cette partie du cerveau dédiées à des fonctions différentes, des plus simples, comme la motricité, aux plus complexes, comme le comportement social.

Le lobe frontal est une région du cerveau responsable de la coordination motrice volontaire et du langage. Il contient notamment les aires qui contrôlent la coordination musculaire, et les mouvements de la tête et du cou comme la mastication et la déglutition. Il renferme également les centres de la mémoire, de la prise de décision, de la créativité et du raisonnement par analogie.

Des lésions du lobe frontal peuvent par exemple entrainer une désorganisation des fonctions exécutives, nécessaires pour s’adapter à des situations nouvelles, et une altération du comportement social.

Pour explorer l’organisation des lobes frontaux en fonction de leur architecture et de leur connectivité, Michel Thiebaut de Schotten et ses collaborateurs ont utilisé la tractographie des IRM de diffusion, une méthode qui permet de suivre les fibres blanches (axones des neurones qui assurent la transmission de l’information nerveuse) et donc la connectivité cérébrale, et mis à profit le Big Data en analysant plusieurs banques de données d’imagerie cérébrale de cerveaux humains, telles que Human Connectome Project, Big Brain, et Neurosynth.

Ces travaux confirment également une organisation antéro-postérieure du lobe frontal. L’arrière du lobe frontal est associé à des aires qui contrôlent les mouvements simples tels que le mouvement du pied, de la main alors que l’avant du lobe correspond aux aires associées à des fonctions plus complexes comme l’estimation de la valeur des choses, le comportement social. Ainsi les fonctions élaborées de planification se trouvent préférentiellement à l’avant du cerveau.

Des développements récents dans l'imagerie des connexions cérébrales chez l'être humain vivant permettent de diviser le lobe frontal en 12 sous-régions fonctionnelles. ©Michel Thiebaut de Schotten.

Des développements récents dans l’imagerie des connexions cérébrales chez l’être humain vivant permettent de diviser le lobe frontal en 12 sous-régions fonctionnelles. ©Michel Thiebaut de Schotten.

Enfin, en analysant plus précisément l’anatomie de ces régions, les chercheurs ont observé qu’à l’avant du lobe frontal, la quantité de myéline, qui permet la transmission rapide de l’information nerveuse, diminue, ce qui se traduit par un traitement de l’information beaucoup plus lent au niveau de cette zone. En contrepartie, des analyses plus poussées ont mis en évidence un plus grand nombre de connexions entre les neurones à l’avant du cerveau où le traitement de l’information est donc intégratif.

Le décryptage de cette organisation architecturale peut aider au diagnostic de maladies neurodégénératives et du développement du système nerveux. Ces nouveaux marqueurs anatomiques du comportement seront appliqués très prochainement aux pathologies cérébrales associées au lobe frontal comme l’autisme, les troubles de l’attention et l’hyperactivité chez l’enfant afin de tester leur pouvoir de diagnostic.

Référence : Rostro-caudal architecture of the frontal lobes in humans. Michel Thiebaut de Schotten, Marika Urbanski, Benedicte Batrancourt, RichardLevy, Bruno Dubois, Leonardo Cerliani, Emmanuelle Volle. Cerebral Cortex (2016).