L'architecture fonctionnelle intégrant le contrôle cognitif et le contrôle motivationnel dans le cortex préfrontal humain

The functional architecture integrating cognitive control and motivational control in the human prefrontal cortex

• Auteur / Autrice : Sylvain Charron
• Direction : Étienne Koechlin, Paul Bourgine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences cognitives
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cortex préfrontal

Imagerie par résonance magnétique

Motivation (psychologie)

Fonctions exécutives (neuropsychologie)

Mots clés libres

Décision

IRMf

Résumé

Le cortex préfrontal est le siège de la fonction exécutive, la capacité cognitive de haut niveau qui permet aux humains d'agir non seulement en réaction aux stimuli externes mais aussi en fonction de buts internes. Dans cette thèse nous étudions l'interaction entre les processus cognitifs et motivationnels de la fonction exécutive. Nous proposons que le concept clef pour comprendre l'architecture fonctionnelle des cortex préfrontaux latéral et médian est la fenêtre temporelle d'intégration de l'information qui structure la séparation des processus de contrôle selon un axe caudo-rostral. Ainsi les régions préfrontales postérieures permettent l'adaptation du comportement immédiat sur la base des informations portées par le stimulus et son contexte. Les régions préfrontales moyennes sont impliquées dans le maitien d'un ensemble de règles comportementales et des valeurs qui leur sont associées au cours d'une même série d'essais. Pendant un embranchement cognitif, les cortex préfrontaux médians droit et gauche peuvent encoder séparément les valeurs associées à la tâche interrompue et à la tâche en cours. La région frontopolaire intègre ces valeurs et contrôle l'exécution d'une tâche double. Ainsi, les propriétés du cortex préfrontal médian et frontopolaire, qui limitent à deux le nombre de tâches conjointement traitées, pourraient néanmoins jouer un rôle fondamental dans la capacité à générer un comportement complexe en coordonnant la tâche présente et les buts futurs

The prefrontal cortex subserves executive function, the high-level cognitive ability that allows humans to generate behavior which does not depend only on external stimuli but also on internal goals. In this thesis we investigate the interaction between cognitive and motivational processes involved in executive function. We propose that the key concept to understand the functional architecture of lateral and medial prefrontal cortices is time-scale of information integration, which drives the fractionation of control processes along a caudo-rostral axis. Accordingly, posterior prefrontal regions drive immediate behavior adaptation on the basis of information conveyed by a stimulus and its context. Middle prefrontal regions are involved in maintaining over a series of trials a set of behavioural rules and processing their associated values. During a cognitive branching, the left and right medial prefrontal cortices can separately encode the values associated with delayed and ongoing task. The frontopolar region integrates these values and controls dual-task performance. Thus the functional properties of frontopolar and medial prefrontal cortices, despite being limited to the processing of two concurrent tasks, may play a critical role in the ability to generate complex behavior by coordinating ongoing task and future goals