The attentive Brain: insights from developmental cognitive neuroscience D. Amso & G. Scerif - Nat...

Commencez. C'est gratuit
ou s'inscrire avec votre adresse courriel
Rocket clouds
The attentive Brain: insights from developmental cognitive neuroscience D. Amso & G. Scerif - Nature - oct 2015 - Marine Campedel (GRENE) par Mind Map: The attentive Brain: insights from developmental cognitive neuroscience D. Amso & G. Scerif - Nature - oct 2015 - Marine Campedel (GRENE)

1. Gènes impliqués dans les désordres attentionnels

1.1. Etude des personnes non malades, avec des performances d'attention différentes

1.1.1. Mise en évidence de certains gènes en lien avec les transporteurs et les récepteurs de la Dopamine

1.1.2. et d'autres / synthèse des monoamines

1.2. Etude des personnes malades

1.2.1. longtemps focalisée sur l'efficacité des neurotransmetteurs

1.2.2. étude des personnes ayant des mutations génétiques associées à des désordres attentionnels

1.2.2.1. permet une étude complète des symptomes jusqu'aux gènes, dès l'enfance

1.3. Evolution récente avec un intérêt pour l'aspect évolutif, développemental

1.3.1. qui montre des effets de gènes différents au cours du temps (exemple donné du gène COMT impliqué dans la synthèse des monoamines et qui présente une variante dont l'intérêt est montré vers l'âge de 10 ans seulement)

1.3.2. par exemple : influence du stress prénatal, influence des conditions environnementales,

1.4. on sait maintenant qu'il faut plutôt regarder une combinaison de gènes plutôt que des gènes isolés

1.4.1. peu d'effets observés avec des différences sur un seul gène

1.4.2. des études récentes s'intéressent moins aux neurotransmetteurs et plus aux facteurs qui permettent les connexions locales ou grandes distances entre régions

1.4.3. réseaux de gènes

1.4.3.1. régulateurs

1.4.3.2. fonctionnels

1.4.3.3. qui n'impliquent pas souvent les neurotransmetteurs

2. points intéressants

2.1. lien avec la perception

2.2. lien avec la mémorisation

2.3. développement

2.3.1. chez l'enfant, chez l'adulte

2.3.2. les désordres attentionnels

2.4. entraînement

2.4.1. effet de l'environnement et des gènes

2.4.2. la répétition n'implique pas un transfert dans les disciplines scolaires

2.5. L'attention est vue comme un système de régulation, d'intégration d'information

2.5.1. modulé par les entrées sensorielles et motrices

3. rappel des 3 systèmes de Posner

3.1. alerte

3.2. Orientation

3.2.1. sélection

3.2.2. avec ou sans mouvement (regard par exemple) visible

3.3. Attention exécutive

3.3.1. pour résoudre des conflits

3.4. systèmes portés par des structures neuronales indépendantes

3.4.1. qui mettent en jeu des neurotransmetteurs différents

3.4.1.1. noradrénaline / alerte

3.4.1.2. acétylcholine / orientation

3.4.1.3. dopamine / exécutif

4. L'étude de l'attention est souvent effectuée sur des tâches spatiales

4.1. alerte, par un signal visuel, d'un stimulus à venir

4.1.1. interroge le "quand" donc le système d'alterte

4.2. alerte, par un signal visuel, de la localisation d'un stimulus à venir

4.2.1. interroge le "où" donc plutôt le système de filtrage/orientation

5. développement de l'attention visuelle

5.1. étude chez les bébés

5.1.1. repose sur le mouvement des yeux

5.1.2. système d'alerte bien présent chez les nouveaux nés sous une forme basique -

5.1.3. orientation

5.1.3.1. 4-6 mois suppression d'information en compétition (suppression des distracteurs)

5.1.3.2. avant = seulement saillance perceptive

5.1.3.2.1. par exemple si un parent montre quelque chose

5.1.3.2.2. dans la 1ere année, performance d'autant meilleure que la vision s'affine (meilleur traitement local)

5.1.3.2.3. dérive de l'attention dès 6 semaines

5.1.3.3. développement continuel pendant l'enfance et l'adolescence

5.1.4. système exécutif

5.1.4.1. tâche "antisaccade" (on demande de regarder à l'opposé d'un indice visuel donné - cible généralement colorée, sympathique, en mouvement, ...)

5.1.4.1.1. possible dès 4 mois

5.1.4.1.2. constat qu'après différents essais, l'enfant va moins spontanément vers l'endroit indiqué par l'indice

5.1.4.1.3. 8-38 mois : les enfants deviennent plus efficaces

5.1.4.1.4. performance similaire aux adultes vers 14 ans

5.1.4.2. "top-down" - idée d'avoir un contrôle sur l'exécution d'une tâche, de contrecarrer la tendance automatique

5.2. relation entre l'attention exécutives et les fonctions exécutives (encart 2)

5.2.1. l'attention exécutive exploite différentes fonctions exécutives

5.2.1.1. mémoire de travail

5.2.1.2. contrôle inhibiteur

5.2.1.3. flexibilité cognitive

5.2.1.4. exemple : jeu de sélection d'une balle verte dans un ensemble de balles rouges (puis on change la règle) - demande de garder la règle en mémoire, d'inhiber les balles de mauvaises couleur et éventuellement d'être flexible si la règle peut évoluer

5.2.1.5. ces fonctions sont impliquées dans les apprentissages scolaires

5.2.1.5.1. on démontre une corrélation entre résultats en maths avec les perf de l'attention et des fonctions exécutives

5.2.2. l'attention va induire un comportement en fonction d'un but

5.3. flux d'information

5.3.1. traité de façon hiérarchique

5.3.1.1. du plus grossier vers les plus abstrait

5.3.1.2. démontré dans le cortex visuel (du plus grossier vers le plus fin puis vers des régions spécialisées dans la reconnaissance de certaines visages, mots par exemple)

5.3.1.2.1. attention il y a des voies de traitement parallèle (couleur-ventral vs mouvement-dorsal) qui se retrouvent à un niveau de la hiérarchie

5.3.1.2.2. modulé par le processus "top-down" (du cortex -> sensoriel) par une sorte de contrôle de gain

5.3.1.3. démontré dans le cortex pariétal (actions motrices)

5.3.1.3.1. le cortex parietal semble intégrer l'information "bottom-up" (qui vient des régions sensorielles et qui vont vers le cortex) en produisant une carte qui permet la sélection et l'allocation de l'attention spatiale

5.3.2. les réseaux neuronaux bottom-up et top-down sont physiologiquement différents

5.3.2.1. cela forme plutôt des boucles sans début ni fin

5.3.3. influence de l'attention

5.3.3.1. l'attention influence la perception et jusqu'à la mémorisation

5.3.3.2. l'attention intervient spatialement pour renforcer certains stimuli cibles et supprimer les distracteurs

5.3.3.3. l'attention intervient, temporellement, sur des durées transitoires (alerte) jusqu'à des périodes prolongées (attention soutenue)

5.3.3.4. maintien des buts dans la mémoire de travail

5.3.3.4.1. pour favoriser la flexibilité entre les tâches

5.3.3.4.2. ne pas se disperser sur des tâches non pertinentes

5.4. maturation cérébrale

5.4.1. particulièrement lente dans les cortex frontal et parietal (impliqués dans le contrôle exécutif)

5.4.2. et partout du fait des connexions avec le cortex pre-frontal

5.4.2.1. les connexions à longue portée se développent de façon croissante

5.4.2.1.1. myélinisation accrue

5.4.3. influence démontrée de l'environnement

5.4.3.1. dont l'influence est particulièrement importante (source de variance) dans la petite enfance

5.4.3.2. la génétique semble avoir ensuite une plus grande contribution sur l'explication de la variance

5.4.4. mesurée par l'épaisseur corticale

5.4.4.1. quantité de matière grise

5.4.5. des régions impliquées qui maturent différemment

5.4.5.1. connectivité locale

5.4.5.2. connectivité lointaine

5.4.6. donc on connaît bien le développement de certaines régions mais pas bien leurs interactions et le développement de leur efficacité en commun dans le temps

5.4.7. suivrait le processus hiérarchique de traitement de l'information

5.4.7.1. maturation d'abord des régions caudales (derrière la tête, cortex visuel occipital) vers régions rostrales (cortex pré-frontal)

5.4.7.2. + de connexions à longue distance avec le temps

5.4.7.2.1. et renforcement par une myélinisation et un renforcement de l'intégrité de la matière blanche

5.4.7.2.2. dans la connexion parietal-frontal

5.4.7.2.3. mais - en local

5.5. hypothèse d'un développement fonctionnel cumulatif

5.5.1. comme pour la maturation progressives des fonctions visuelles

5.5.2. d'abord le bottom-up = développement du cortex visuel dans les premières semaines de vie

5.5.2.1. puis l'expérience nous met face à des tâches en compétition

5.5.2.1.1. ce qui force le développement du top down pour résoudre les compétitions (et introduire la sélection)

5.5.3. cohérent avec un principe phylogénique plus large (cite Finlay et Uchiyama) de changement le long de l'axe caudal -> rostral (donc pour le cerveau de l'arrière de la tête vers l'avant)

5.5.3.1. NB : cela est aussi défendu dans le livre de Lachaux

6. développement de l'attention visuelle et mémoire

6.1. orientation = un des premiers systèmes d'exploration à se développer dans la vie des humains

6.1.1. la mémoire permet de faire émerger la notion de scène visuelle d'une série de saccades

6.1.2. permet la sélection d'info en environnement complexe et devient ainsi le support de l'apprentissage par objectifs

6.1.3. permet aussi la suppression des distractions

6.1.3.1. nécessaire lorsque le lieu de l'attention précédente est toujours en vue et quand il y a une trace mnésique résiduelle

6.1.4. le développement de l'attention a des conséquences (fonctionnelles) sur l'apprentissage et la mémoire

6.1.4.1. effectivement les mécanismes attentionnels sont impliqués dans

6.1.4.1.1. l'encodage dans la mémoire à court terme

6.1.4.1.2. le maintien en mémoire de travail

6.1.4.1.3. mémoire à long terme (reconnaissance)

6.2. la mémoire influence l'attention

6.2.1. par exemple : cas de rappel par le contexte

6.2.2. pour les enfants, comme les adultes, l'attention est meilleure lorsqu'elle fait appel à un contexte familier

6.3. développement du "top-down" (contrôle exécutif) se fait encore à l'adolescence et à l'âge adulte

6.3.1. cela a des conséquences sur la mémoire de travail

6.3.1.1. qui est plus efficace tardivement = permet peu à peu de garder plus d'items plus longtemps

6.3.1.2. mécanisme différent de celui qui permet l'encodage (basé, lui, sur l'orientation)

6.3.2. l'influence de l'attention de l'enfant (11 ans) sur la mémoire de travail est différente de celle de l'adulte

6.3.2.1. forte influence démontrée du cortex préfrontal

6.3.2.2. la dynamique entre l'attention et la mémoire de travail engage le cortex préfrontal et semble très liée à la réussite scolaire

7. développement atypique

7.1. ADHD Attention Deficit Hyperactivity Disorder

7.1.1. la région frontostriatale est moins volumineuse (que chez les cas normaux)

7.1.2. étude de l'implication du système dopaminergique + gènes associés

7.1.2.1. prouvé par l'effet fréquent du méthylphénidate (qui bloque les récepteurs à la réutilisation de Dopamine déjà présente)

7.1.3. épaisseur réduite de l'ensemble du cortex

7.1.4. moindre connectivité des réseaux fronto-parietaux

7.1.4.1. et suractivité locale à l'intérieur des réseaux

7.1.4.1.1. tout cela indique une faible capacité d'intégration des infos

7.1.5. mais aussi des anormalités dans le réseau par défaut et le système visuel

7.2. ASD Autistic Spectrum Disorder

7.2.1. implique des soucis d'attention mais avec des structures corticales différentes de ADHD

7.3. FXD Fragile X syndrome

7.4. et d'autres

7.5. les études ont changé de point de vue

7.5.1. avant : on s'intéressait à des régions du cerveau

7.5.2. maintenant : on s'intéresse aux interconnexions entre ces aires cérébrales et à leur développement

7.5.3. il est nécessaire de considérer des réseaux neuronaux et non quelques noeuds ou sous-systèmes localisés

7.6. le développement de l'attention visuelle dépend beaucoup du développement des voies ventrale et dorsale du système visuel

7.6.1. hypothèse d'un développement atypique du traitement des mouvements

7.6.2. hypothèse d'une hypersensibilité perceptuelle

7.6.3. hypothèse d'un défaut de traitement des bruits (neural noise ?)

7.7. autres possibilités

7.7.1. hypothèse d'une importance trop grande donnée au top-down par rapport au bottom-up

7.7.1.1. en particulier pour ASD

7.7.1.2. ce qui pourrait être dû à des soucis de développement du système bottom-up quand même

7.7.2. ce sont toujours des hypothèses, basées sur des études récentes

7.8. chez l'enfant

7.8.1. il est intéressant d'étudier les enfants pour mieux comprendre se sont installés ces désordres chez les adultes

8. Influence de l'environnement et entraînement

8.1. architecture plastique

8.2. l'idée d'entrainement séduit

8.2.1. améliorer son attention en environnement réel/naturel

8.2.2. vs plasticité qui intéresse les neuroscientifiques

8.2.3. les entraînements actuels devraient d'abord cibler essentiellement les processus bottom-up + les aspects bas niveaux de l'orientation

8.2.3.1. afin de permettre ensuite une meilleure intégration et une meilleure connectivité

8.2.3.2. serait utile aussi pour les personnes agées qui présentent un déclin / perception -> mémoire de travail (cf Gazzaley et al)

8.3. modifiabilité des processus attentionnels

8.3.1. étude sur des sourds congénitaux qui ont une meilleure attention visuelle (périphérique) que les sourds appareillés

8.3.2. étude sur personnes saines, qui montre la corrélation de la performance de l'attention exécutive avec le statut socio-économique

8.3.2.1. idée que l'environnement influence la performance de l'attention exécutive (mais attention, il faut rester critique car rien ne dit que cette population n'avait pas d'autres caractéristiques neurales ou cognitives qui seraient à l'origine de cette performance)

8.3.3. étude des protocoles d'entrainement meilleur quand faite sur des personnes tirées aléatoirement

8.3.3.1. exemple des joueurs (adultes) experts en jeux vidéos qui présentent des particularités neuronales au niveau de l'attention exécutive et de l'attention visuelle spatiale par rapport à d'autres joueurs non experts

8.3.3.1.1. on constate que les joueurs débutants progressent vite dans l'attention visuo-spatiale mais seulement faiblement dans leur attention exécutive

8.3.4. étude dans l'enfance de cette malléabilité

8.3.4.1. il existe des programmes d'entraînement avec des résultats positifs (mais non reproduits)

8.3.4.1.1. développement positif de l'attention exécutive et ce qui lui est associé : mémoire de travail

8.4. on s'attend à ce qu'une amélioration de l'attention entraîne une amélioration des capacités de la mémoire et de l'apprentissage en général

8.4.1. mais, cela n'a pas été démontré scientifiquement ! cela fait débat dans la communauté scientifique avec des études aux résultats contradictoires

8.4.2. le transfert ne semble pas s'appliquer si facilement à des processus neuro-cognitifs non entraînés

8.4.2.1. à cause du temps d'entraînement, des mesures de performance, du lien pas facile à établir entre la capacité attentionnelle entraînée et la discipline visée ...

8.4.2.2. il faut peut-être remettre en cause le fait que la répétition implique le tranfert

8.4.2.2.1. ne serait peut-être possible que chez l'adulte (ferait partie du développement de l'attention chez l'adulte)

8.4.2.2.2. la répétition n'impliquerait pas automatiquement le développement de connexions longues distances et ne favoriserait pas l'intégration

8.4.3. l'entraînement de l'attention ne fonctionne pas comme un muscle mais plutôt comme l'entraînement d'un danceur qui doit coordonner différents systèmes locaux et globaux