Le cortex cingulaire antérieur : contrôle exécutif et contrôle émotionnel

Le psychologue Javier Tomás Romero nous parle du cortex cingulaire antérieur (CCA) et, en particulier, du contrôle exécutif et émotionnel du CCA.

Contrôle exécutif du cortex cingulaire antérieur

Posner et al. (2007), Posner et Rothbart (2007), et Bush, Luu & Posner (2000) ont proposé que le cortex cingulaire antérieur, et en particulier le gyrus cingulaire antérieur, fait partie d’un réseau attentionnel exécutif, et que son rôle principal est de réguler le traitement de l’information d’autres réseaux, tant dans les modalités sensorielles que émotionnelles (Öschner & Gross, 2005).

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

Comment se produit cette configuration ? Certains auteurs (Botvinick et al., 2004; Posner et al., 2004) ont suggéré une hypothèse de monitorisation du conflit, dans laquelle il y a une détection du conflit dans la tâche. Lorsqu’une telle détection se produit, la CCA met en marche une série de réajustements stratégiques dans le contrôle cognitif et dans la planification de la réponse, afin de réduire le conflit à l’essai suivant et de réussir.

Ces résultats ont été raffinés par Dosenbach et al. (2008). Pour leur groupe, la CCA et, spécialement, la CCA dorsale, semblent être un nœud de traitement. Lequel prend de l’importance par rapport à des structures préfrontales en tant que structure nécessaire pour réaliser des tâches cognitives de haut niveau. Elle gagne aussi en importance, notamment lorsqu’il est nécessaire de maintenir un set cognitif, et pour détecter que ce set est en train d’échouer dans l’exécution d’une tâche.

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

Botvinick et al. (2004) établissent que la monitorisation du conflit suppose que si la CCA est impliquée dans la surveillance et l’évaluation des résultats d’une action, il se pourrait que le conflit soit l’un des résultats auxquels la CCA est sensible. Cela pourrait se produire par la détection d’une réduction de la récompense, et aussi par la détection d’une augmentation du seuil d’effort. Deux fonctions qui ont été liées à la CCA.

Par conséquent, la CCA se chargerait d’établir ces deux paramètres ainsi qu’une estimation coût-bénéfice sous-jacente à la sélection d’une stratégie ou d’une action. La monitorisation ne se chargerait pas de la sélection d’une stratégie cognitive de résolution ou d’un plan d’action comme nous l’avons vu. Mais d’un mécanisme de contrôle évaluatif des résultats qui envoient des informations à d’autres structures et nœuds du système de planification. C’est-à-dire le réseau frontopariétal et le cervelet, qui se chargent de gérer l’erreur, d’établir des stratégies d’action, et de l’apprentissage.

Fan, Hof, Guise, Fossella & Posner (2007), citant Strick et Picard (2001), établissent une division fonctionnelle durant le traitement du conflit, dans laquelle : la cortex cingulaire rostral antérieur est impliqué dans le traitement du conflit et le postérieur est impliqué dans la sélection de la réponse et  la exécution du mouvement.

Pour ce groupe, les connexions entre cette structure et d’autres sont effectives. C’est-à-dire qu’elles exercent un contrôle top-down qui redirige l’information. Lorsque le conflit est détecté dans la CCA rostrale, cette information est dirigée vers des zones postérieures du cortex cingulaire et des 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.

Cortex cingulaire antérieur rostral : un mécanisme de contrôle émotionnel ?

Le cortex cingulaire antérieur rostral résout le conflit émotionnel en supprimant l’activité de l’amygdale et ses connexions efférentes. Cela conduit à un affaiblissement des réponses autonomes sympathiques. Par conséquent, il s’agit d’un phénomène émotionnel top-down.

Pour parler du contrôle émotionnel inhibiteur, nous devons distinguer les processus conscients et non conscients. Etkin et al. (2004) ont déjà démontré qu’il existe des différences dans l’activité de la CCA rostrale lorsque les stimuli sont conscients et lorsqu’ils ne le sont pas.

Lors du traitement inconscient des stimuli, les sujets différaient. Cela est dû au fait qu’ils ne pouvaient pas identifier l’anxiété liée à la vigilance avec un stimulus menaçant lié au contexte, et, par conséquent, ils diffèrent selon leur niveau d’anxiété individuel. Les résultats ont également montré qu’une fois que les sujets avaient reconnu la menace potentielle, ils répondaient de la même manière et indépendamment du type de thérapie qu’ils avaient reçu. Autrement dit, ayant réussi, ils réduisaient également leur anxiété. En définitive, la CCA rostrale pourrait exercer un contrôle conscient sur l’émotion initiale non consciente produite par l’amygdale, mettant en évidence deux étapes du traitement émotionnel.

L’implication pour le traitement attentionnel est évidente et importante. Dans les pathologies impliquant le traitement émotionnel, la suractivation de l’amygdale rend les sujets plus sensibles à l’interférence, avec une grande distractibilité chez les patients psychiatriques. Cette suractivation, en outre, se corrèle avec une hypoactivation de la CCA rostrale.

Comment ce mécanisme de contrôle émotionnel se rapporte-t-il à certaines pathologies cliniques ?

Dans la dépression, il existe une hyperactivation du cortex préfrontal médial et de la CCA rostrale pendant le traitement autoréférentiel des mots négatifs. L’activité de la CCA rostrale présente la relation entre l’activité du cortex préfrontal médial et la sévérité des symptômes. En fait, la relation entre le cortex préfrontal médial, l’amygdale, et la CCA rostrale présentait une corrélation entre le traitement autoréférentiel et le traitement de l’information émotionnelle négative (Yoshimura et al., 2009).

Dans le trouble de stress post-traumatique, ils montreraient une hypoactivité de la CCA rostrale lors de l’évocation du traumatisme et de sa re-expérimentation. De plus, la sévérité des symptômes est fortement corrélée à l’hypoactivité de la CCA rostrale. De la même manière, chez des sujets avec anxiété, il se produit un échec dans la suppression de l’activité de l’amygdale. En outre, lors d’une situation perçue comme fortement menaçante, l’anxiété se corrèle négativement avec l’activité de la CCA rostrale, et positivement avec la CCA dorsale. Certainement, cela pourrait expliquer l’état d’hypervigilance.

Les changements dans l’activité dépendraient du degré de menace perçue. Et cette menace perçue varie selon l’anticipation des stimuli aversifs. En effet, 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.

Continuum attention-émotion

C’est dans ces phénomènes que nous pouvons voir comment attention et émotion deviennent un même phénomène, excluant des dichotomies traditionnelles qui sont peu à peu abandonnées. Il existe un continuum attention-émotion, et différents degrés de contrôle entre les deux. L’émotion intense accapare les ressources attentionnelles jusqu’à l’hypervigilance, ou bien jusqu’à la distractibilité absolue vis-à-vis des stimuli contextuels pertinents. Par conséquent, les émotions peuvent moduler l’attention en choisissant un type de foyer attentionnel plutôt qu’un autre, comme par exemple, les signaux intéroceptifs chez des sujets souffrant d’hypocondrie.

De même, les ressources cognitives peuvent exercer un contrôle sur les émotions, permettant leur maîtrise ou leur reformulation (ce qui se passe dans de nombreuses thérapies), pour lesquelles elles doivent recruter des ressources attentionnelles focalisées. Par exemple, dans la vérification d’arguments absurdes pendant la dépression, ou lors de la reformulation cognitive des phobies.

Conclusion

En définitive, le cortex cingulaire est une structure « de passage ». Cette structure permet de constater notre évolution en tant qu’espèce au sein de notre propre cerveau. Cette évolution se manifeste dans le passage des structures qui nous rapprochent des autres animaux vers les zones cognitives supérieures et comment certaines structures influencent les autres.

Bibliographie

• Cognitive and emotional influences in anterior cingulate cortex. G Bush, P Luu, MI Posner. 2000 Jun;4(6):215-222. doi: 10.1016/s1364-6613(00)01483-2.
• A dual-networks architecture of top-down control. Nico U F Dosenbach ¹, Damien A Fair, Alexander L Cohen, Bradley L Schlaggar, Steven E Petersen. 2008 Mar;12(3):99-105. doi: 10.1016/j.tics.2008.01.001. Epub 2008 Feb 11.
• Imaging the premotor areas. N Picard 1, P L Strick. 2001 Dec;11(6):663-72. doi: 10.1016/s0959-4388(01)00266-5.
• Conflict monitoring and anterior cingulate cortex: an update. Matthew M Botvinick 1, Jonathan D Cohen, Cameron S Carter. 2004 Dec;8(12):539-46. doi: 10.1016/j.tics.2004.10.003.

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