Les structures et les zones d’interaction du système limbique sont impliquées dans la motivation, l’émotion, l’apprentissage et la mémoire. Le système limbique est l’endroit où les structures sous-corticales rencontrent le cortex cérébral. Le système limbique agit en influençant le système endocrinien et le système nerveux autonome. Il est fortement interconnecté avec le noyau accumbens, qui joue un rôle dans l’excitation sexuelle et le « high » dérivé de certaines drogues récréatives. Ces réponses sont fortement modulées par les projections dopaminergiques du système limbique. En 1954, Olds et Milner ont découvert que des rats avec des électrodes métalliques implantées dans leur noyau accumbens, ainsi que leurs noyaux septaux, appuyaient à plusieurs reprises sur un levier activant cette région.

Le système limbique interagit également avec les ganglions de la base. Les ganglions de la base sont un ensemble de structures sous-corticales qui dirigent des mouvements intentionnels. Les ganglions de la base sont situés près du thalamus et de l’hypothalamus. Ils reçoivent une entrée du cortex cérébral, qui envoie des sorties aux centres moteurs du tronc cérébral. Une partie des ganglions de la base appelée striatum contrôle la posture et le mouvement. Des études récentes indiquent que s’il y a un apport insuffisant de dopamine dans le striatum, cela peut entraîner les symptômes de la maladie de Parkinson.

Le système limbique est également étroitement connecté au cortex préfrontal. Certains scientifiques soutiennent que cette connexion est liée au plaisir obtenu en résolvant des problèmes. Pour guérir les troubles émotionnels graves, cette connexion était parfois rompue chirurgicalement, une procédure de psychochirurgie, appelée lobotomie préfrontale (il s’agit en fait d’un terme impropre). Les patients ayant subi cette procédure devenaient souvent passifs et manquaient de toute motivation.

Le système limbique est souvent incorrectement classé comme une structure cérébrale, mais interagit simplement fortement avec le cortex cérébral. Ces interactions sont étroitement liées à l’olfaction, aux émotions, aux pulsions, à la régulation autonome, à la mémoire et pathologiquement à l’encéphalopathie, à l’épilepsie, aux symptômes psychotiques, aux défauts cognitifs. La pertinence fonctionnelle du système limbique s’est avérée remplir de nombreuses fonctions différentes telles que les affects / émotions, la mémoire, le traitement sensoriel, la perception du temps, l’attention, la conscience, les instincts, le contrôle autonome / végétatif et les actions / comportement moteur. Certains des troubles associés au système limbique et à ses composants en interaction sont l’épilepsie et la schizophrénie.

HippocampusEdit

Localisation et anatomie de base de l’hippocampe, sous forme de section coronale

L’hippocampe est impliqué dans divers processus liés à la cognition et est l’une des structures d’interaction limbique les plus bien comprises et les plus impliquées.

Mémoire spatialedit

Le premier domaine et le plus largement étudié concerne la mémoire, en particulier la mémoire spatiale. La mémoire spatiale comporte de nombreuses sous-régions dans l’hippocampe, telles que le gyrus denté (DG) dans l’hippocampe dorsal, l’hippocampe gauche et la région parahippocampique. L’hippocampe dorsal s’est avéré être un composant important pour la génération de nouveaux neurones, appelés granules nés adultes (GC), à l’adolescence et à l’âge adulte. Ces nouveaux neurones contribuent à la séparation des motifs dans la mémoire spatiale, augmentant le déclenchement dans les réseaux cellulaires et provoquant globalement des formations de mémoire plus fortes. On pense que cela intègre des souvenirs spatiaux et épisodiques au système limbique via une boucle de rétroaction qui fournit un contexte émotionnel d’une entrée sensorielle particulière.

Alors que l’hippocampe dorsal est impliqué dans la formation de la mémoire spatiale, l’hippocampe gauche participe au rappel de ces mémoires spatiales. Eichenbaum et son équipe ont découvert, lors de l’étude des lésions de l’hippocampe chez le rat, que l’hippocampe gauche est « essentiel pour combiner efficacement les qualités « quoi », « quand » et « où » de chaque expérience pour composer la mémoire récupérée. »Cela fait de l’hippocampe gauche un élément clé dans la récupération de la mémoire spatiale. Cependant, Spreng a constaté que l’hippocampe gauche est une région concentrée générale pour lier ensemble des morceaux de mémoire composés non seulement par l’hippocampe, mais aussi par d’autres zones du cerveau à rappeler ultérieurement. Les recherches d’Eichenbaum en 2007 démontrent également que la zone parahippocampique de l’hippocampe est une autre région spécialisée pour la récupération des souvenirs tout comme l’hippocampe gauche.

LearningEdit

L’hippocampe, au fil des décennies, a également eu un impact énorme sur l’apprentissage. Curlik et Shors ont examiné les effets de la neurogenèse dans l’hippocampe et ses effets sur l’apprentissage. Ce chercheur et son équipe ont utilisé différents types d’entraînement mental et physique sur leurs sujets, et ont constaté que l’hippocampe est très réactif à ces dernières tâches. Ainsi, ils ont découvert une recrudescence de nouveaux neurones et circuits neuronaux dans l’hippocampe à la suite de l’entraînement, entraînant une amélioration globale de l’apprentissage de la tâche. Cette neurogenèse contribue à la création de cellules granulaires adultes (GC), cellules également décrites par Eichenbaum dans ses propres recherches sur la neurogenèse et ses contributions à l’apprentissage. La création de ces cellules a montré une « excitabilité accrue » dans le gyrus denté (DG) de l’hippocampe dorsal, impactant l’hippocampe et sa contribution au processus d’apprentissage.

Dommages à l’hippocampusmodifier

Les dommages liés à la région de l’hippocampe du cerveau ont rapporté de vastes effets sur le fonctionnement cognitif global, en particulier la mémoire telle que la mémoire spatiale. Comme mentionné précédemment, la mémoire spatiale est une fonction cognitive étroitement liée à l’hippocampe. Alors que les dommages à l’hippocampe peuvent résulter d’une lésion cérébrale ou d’autres blessures de ce type, les chercheurs ont particulièrement étudié les effets d’une excitation émotionnelle élevée et de certains types de médicaments sur la capacité de rappel dans ce type de mémoire spécifique. En particulier, dans une étude réalisée par Parkard, des rats ont été chargés de se frayer un chemin correctement à travers un labyrinthe. Dans la première condition, les rats ont été stressés par un choc ou une contrainte qui a provoqué une forte excitation émotionnelle. En terminant la tâche de labyrinthe, ces rats ont eu un effet altéré sur leur mémoire dépendante de l’hippocampe par rapport au groupe témoin. Ensuite, dans un deuxième état, un groupe de rats a reçu une injection de médicaments anxiogènes. Comme les premiers, ces résultats ont rapporté des résultats similaires, en ce sens que la mémoire de l’hippocampe était également altérée. De telles études renforcent l’impact de l’hippocampe sur le traitement de la mémoire, en particulier la fonction de rappel de la mémoire spatiale. De plus, une altération de l’hippocampe peut survenir à la suite d’une exposition prolongée à des hormones de stress telles que les glucocorticoïdes (GCs), qui ciblent l’hippocampe et perturbent la mémoire explicite.

Pour tenter de réduire les crises d’épilepsie potentiellement mortelles, Henry Gustav Molaison, âgé de 27 ans, a subi une ablation bilatérale de la quasi-totalité de son hippocampe en 1953. Au cours de cinquante ans, il a participé à des milliers de tests et de projets de recherche qui ont fourni des informations spécifiques sur exactement ce qu’il avait perdu. Les événements sémantiques et épisodiques se sont estompés en quelques minutes, n’ayant jamais atteint sa mémoire à long terme, mais les émotions, sans lien avec les détails de la causalité, ont souvent été retenues. Le Dr Suzanne Corkin, qui a travaillé avec lui pendant 46 ans jusqu’à sa mort, a décrit la contribution de cette « expérience » tragique dans son livre de 2013.

AmygdalaEdit

Réseaux de mémoire épisodique-autobiographique (EAM)

Une autre partie intégrative du système limbique, l’amygdale, qui est la partie la plus profonde du système limbique, est impliquée dans de nombreux processus cognitifs et est largement considérée comme la partie la plus primordiale et la plus vitale du système limbique. Comme l’hippocampe, les processus de l’amygdale semblent avoir un impact sur la mémoire; cependant, ce n’est pas la mémoire spatiale comme dans l’hippocampe mais la division sémantique des réseaux de mémoire épisodique-autobiographique (EAM). La recherche sur l’amygdale de Markowitsch montre qu’elle code, stocke et récupère les souvenirs EAM. Pour approfondir ces types de processus par l’amygdale, Markowitsch et son équipe ont fourni de nombreuses preuves par le biais d’enquêtes que « la fonction principale de l’amygdale est de charger des indices afin que des événements mnémoniques d’une signification émotionnelle spécifique puissent être recherchés avec succès dans les réseaux neuronaux appropriés et réactivés. »Ces signaux pour les événements émotionnels créés par l’amygdale englobent les réseaux EAM mentionnés précédemment.

Processus attentionnels et émotionnelsmodifier

Outre la mémoire, l’amygdale semble également être une région cérébrale importante impliquée dans les processus attentionnels et émotionnels. Premièrement, pour définir l’attention en termes cognitifs, l’attention est la capacité de se concentrer sur certains stimuli tout en ignorant les autres. Ainsi, l’amygdale semble être une structure importante dans cette capacité. Avant tout, cependant, on pensait historiquement que cette structure était liée à la peur, permettant à l’individu d’agir en réponse à cette peur. Cependant, avec le temps, des chercheurs tels que Pessoa ont généralisé ce concept à l’aide de preuves d’enregistrements d’EEG et ont conclu que l’amygdale aide un organisme à définir un stimulus et donc à réagir en conséquence. Cependant, lorsque l’amygdale a été initialement considérée comme liée à la peur, cela a cédé la place à des recherches dans l’amygdale pour les processus émotionnels. Kheirbek a démontré des recherches selon lesquelles l’amygdale est impliquée dans les processus émotionnels, en particulier l’hippocampe ventral. Il a décrit l’hippocampe ventral comme ayant un rôle dans la neurogenèse et la création de cellules granulaires adultes (GC). Ces cellules ont non seulement joué un rôle crucial dans la neurogenèse et le renforcement de la mémoire spatiale et de l’apprentissage dans l’hippocampe, mais semblent également être un élément essentiel de la fonction de l’amygdale. Un déficit de ces cellules, comme Pessoa (2009) l’a prédit dans ses études, entraînerait un faible fonctionnement émotionnel, conduisant à un taux de rétention élevé de maladies mentales, telles que les troubles anxieux.

Traitement socialmodiFier

Le traitement social, en particulier l’évaluation des visages dans le traitement social, est un domaine de cognition spécifique à l’amygdale. Dans une étude réalisée par Todorov, des tâches IRMf ont été effectuées avec les participants pour évaluer si l’amygdale était impliquée dans l’évaluation générale des visages. Après l’étude, Todorov a conclu de ses résultats d’IRMf que l’amygdale jouait effectivement un rôle clé dans l’évaluation générale des visages. Cependant, dans une étude réalisée par les chercheurs Koscik et son équipe, le trait de fiabilité a été particulièrement examiné dans l’évaluation des visages. Koscik et son équipe ont démontré que l’amygdale était impliquée dans l’évaluation de la fiabilité d’un individu. Ils ont étudié comment les lésions cérébrales de l’amygdale jouaient un rôle dans la fiabilité et ont constaté que les personnes qui subissaient des dommages avaient tendance à confondre confiance et trahison, et ont donc placé la confiance en ceux qui leur avaient fait du mal. En outre, Rule, avec ses collègues, a élargi l’idée de l’amygdale dans sa critique de la fiabilité chez les autres en effectuant une étude en 2009 dans laquelle il a examiné le rôle de l’amygdale dans l’évaluation des premières impressions générales et les reliant aux résultats réels. Leur étude portait sur les premières impressions des PDG. Rule a démontré que si l’amygdale jouait un rôle dans l’évaluation de la fiabilité, comme l’a observé Koscik dans ses propres recherches deux ans plus tard en 2011, l’amygdale jouait également un rôle généralisé dans l’évaluation globale de la première impression des visages. Cette dernière conclusion, ainsi que l’étude de Todorov sur le rôle de l’amygdale dans les évaluations générales des visages et les recherches de Koscik sur la fiabilité et l’amygdale, ont encore renforcé les preuves que l’amygdale joue un rôle dans le traitement social global.

Syndrome de Klüver–Bucydit

Sur la base d’expériences réalisées sur des singes, la destruction du cortex temporal a presque toujours entraîné des dommages à l’amygdale. Ces dommages causés à l’amygdale ont conduit les physiologistes Kluver et Bucy à identifier des changements majeurs dans le comportement des singes.Les singes ont démontré les changements suivants:

1. Les singes n’avaient peur de rien.
2. Les animaux (singes) avaient une curiosité extrême pour tout.
3. L’animal oublie rapidement.
4. L’animal a tendance à tout placer dans sa bouche.
5. L’animal a souvent une pulsion sexuelle si forte qu’il tente de s’accoupler avec des animaux immatures, des animaux du sexe opposé ou même des animaux d’une espèce différente.

Cet ensemble de changements comportementaux a été connu sous le nom de syndrome de Klüver–Bucy.