Physiologie des émotions et de la motivation Système...

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Gaspard Callede Elise Blanchot 22/03/2011 - 8h à 10h EC physio-pharmacologie - physiologie des émotions et de la motivation - Pr Sauleau. Le polycopié est disponible sur le réseau pédagogique. Pour les curieux, plus d'infos sur : https://sites.google.com/site/aphysionado/ Physiologie des émotions et de la motivation Système limbique I. Généralités (concepts psychologiques) A. Définitions des émotions Définition : Expérience psychologique subjective, consciente ou non, associée à des réactions biologiques objectives, en réponse à certaines situations - Composantes subjectives agréables ou désagréables (colère, anxiété, amour, impulsion à agir comme la fuite ou l'attaque...) - Composantes objectives motrices (expression faciale, Tremblement, postures, mimiques... ) et végétatives (tachycardie, augmentation de la tension artérielle, réactions vasomotrices ) Pensez à la peur : la respiration augmente, le visage se fige, tremblements B. Mécanisme des émotions Le ressenti émotionnel correspond à la synchronisation de différentes composantes: la reconnaissance des émotions l'expression motrice des émotions la composante physiologique Différents modèles émotionnels physiologiques accordent une importance +/- grande à ces différents processus émotionnels. C. Différents types d'émotions Primaires ou universelles qui reposeraient sur des mécanismes innés et seraient communes à de nombreuses espèces : bonheur, surprise, peur, colère, dégoût, tristesse Secondaires ou sociales propres à l'être humain: embarras, jalousie, culpabilité, orguei l Théorie neuroculturelle des émotions de Paul Ekman: expressions faciales universelles des émotions mais variabilité culturelle de l'expression des émotions. Il associe la physiologie, les sciences et la culture.

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Gaspard CalledeElise Blanchot 22/03/2011 - 8h à 10h EC physio-pharmacologie - physiologie des émotions et de la motivation - Pr Sauleau. Le polycopié est disponible sur le réseau pédagogique. Pour les curieux, plus d'infos sur : https://sites.google.com/site/aphysionado/

Physiologie des émotions et de la motivationSystème limbique

I. Généralités (concepts psychologiques)

A. Définitions des émotions

Définition : Expérience psychologique subjective, consciente ou non, associée à des réactions biologiques objectives, en réponse à certaines situations

- Composantes subjectives agréables ou désagréables (colère, anxiété, amour, impulsion à agir comme la fuite ou l'attaque...)

- Composantes objectives motrices (expression faciale, Tremblement, postures, mimiques... ) et végétatives (tachycardie, augmentation de la tension artérielle, réactions vasomotrices ) Pensez à la peur : la respiration augmente, le visage se fige, tremblements

B. Mécanisme des émotionsLe ressenti émotionnel correspond à la synchronisation de différentes composantes: la reconnaissance des émotions l'expression motrice des émotions la composante physiologique

Différents modèles émotionnels physiologiques accordent une importance +/- grande à ces différents processus émotionnels.

C. Différents types d'émotions

Primaires ou universelles qui reposeraient sur des mécanismes innés et seraient communes à de nombreuses espèces : bonheur, surprise, peur, colère, dégoût, tristesse

Secondaires ou sociales propres à l'être humain: embarras, jalousie, culpabilité, orguei l

Théorie neuroculturelle des émotions de Paul Ekman: ⇒ expressions faciales universelles des émotions mais variabilité culturelle de l'expression des émotions. Il associe la physiologie, les sciences et la culture.

D. Fonctions des émotions

Fonction préparatoire qui implique une excitation générale (prépare l'organisme à l'action, mise en éveil) et une excitation spécifique (qui prépare l'organisme à un comportement spécifique). Une partie de notre comportement est initiée par nos émotions.

Fonction de communication sociale : communiquer aux autres ce que nous ressentons (via des canaux de communication : postures,gestes, expressions faciale... )

- Emotions centrées sur autrui: amour, espoir, gratitude, compassion, pitié, haine, peur, colère, rancune, indignation, envie, jalousie...

- Emotions centrées sur soi: fierté, humiliation, remords, honte...

E. Emotions et conscience des émotions Manifestation de certaines émotions avant d'en avoir conscience.

court-circuit des structures impliquées dans la conscience ( oeil et oreille – thalamus – amygdale)

réponse rapide automatique « pré-cognitive » ( avant l'intervention des processus intellectuels )

Possibilité du cortex de moduler secondairement la réponse initiale.→ tant que nous n'avons pas interprété, expliqué et étiqueté nos modifications physiologiques, nous n'avons pas pleinement ressenti une véritable émotion …

Two factor ‐ Theory of Emotion (Schachter&Singer)

théorie 1 théorie 2

1 ère théorie : une voiture qui se rapproche plein phares sur nous.

→ Perception du stimulus de danger par le système cérébral qui étiquette ça comme un signal de danger. Excitation générale non consciente (augmentation de la fréquence cardiaque, fréquence respiratoire, dilatation pupillaire …)

→ Composante cognitive: on est capable de dire « j'ai peur » (composante cognitive consciente).

Ces deux composantes sont à l'origine du ressenti complet de l'émotion.

2 ème théorie :

→ Voie directe

L'information passe directement du thalamus sensoriel à l'amygdale => première réponse émotionnelle, non consciente.

→ Voie longue

L'information passe par le cortex primaire et les cortex associatifs puis par l'hippocampe et enfin se projette sur l'amygdale => deuxième réponse émotionnelle consciente.

F. Composantes des émotions

Excitation physiologique ("arousal") - Ensemble des modifications physiologiques sous la dépendance du système nerveux

végétatif (= autonome, dans le sens où il agit de manière inconsciente) activé par l'hypothalamus et la substance réticulée

- Voie hormonale (hormones de stress : ACTH, adrénaline) et neurologique

- Mise à la disposition de l'organisme des ressources en vue d'une réponse → Réponse initiale non consciente

Evaluation cognitive (ou perception des manifestations physiologiques)

Expérience subjective ("feeling"), sous influences socio-culturelles, qui modulent le ressenti et l'expression de l'émotion

=>Possibilité des émotions de modifier notre comportement en fonction d'un but.

G. Que se passe-t-il en cas d'émotions

Le système O : Activation, « préparation à » : excitation augmente.

Le système P : calme le jeu, excitation diminue, mécanisme inverse.

Dans la mise en place d'une émotion : 3 niveaux : niveau automatique niveau cognitif ressenti final qui peut être modulé par le milieu socio-culturel.

En d'autres termes :

Voie courte : 1 ère réponse, physiologiqueVoie cognitive : caractérise l'émotionVoie terminale : capable de moduler le ressenti selon les influences socio-culturelles;

Exploration expérimentale des émotions :

Ex 1. Test d' Ekman

Représentation des 6 émotions de bases ( joie, peur, tristesse, colère, dégoût, surprise ) par des acteurs→ Canal visuel

Ex 2. Prosodie: c'est ce qu'on met dans l'intonation, l'accentuation de la voie (hauteur, timbre, intonation, force, contenu émotionnel de la voie)→ Canal auditif

Ex 3. Vidéos : Extraits clés de films qui contiennent un fort étage émotionnel (Seven, La liste de Schindler, le dîner de con.) Stimulus neutre : extraits de prévisions météo

→ Canal auditif et visuel (se rapproche de la réalité)

H. Motivation

Définition : Ensemble des forces, conscientes ou inconscientes, qui déterminent le comportement, qui déclenchent une action.

→ Implique l'intention, le besoin d'une action dans une certaine direction et avec l'intensité souhaitée et en assure la prolongation jusqu'à l' aboutissement ou l'interruption de l'action.

→ Elargissement à un rôle de délibération interne : intégration et régulation d'une multitude de paramètres relatifs aux opportunités d'un environnement et aux sollicitations d'une situation

→ Comportement d'approche (récompense) ou d'évitement (punition) : c'est grâce à ce système récompense/punition qu'on module sa motivation.

Derrière la notion de motivation il y a un postulat :

survie de l'individu ou la recherche du bien être (« tendre vers une balance homéostasique

favorable ») sont les primum novens de l'ensemble des comportements y compris chez l'homme.

la motivation dans ce cas là est considérée comme un rhéostat (régulateur) affectif et émotionnel

qui permet d'atteindre ces objectifs.

I. Liens entre émotions et motivation

Exemple de l'action volontaire La notion d'action volontaire met en jeu un contrôle exécutif essentiellement sous-tendue par les régions frontales

Toute action est composée de trois dimensions : L'émotion : valence (affective) de l'action impliquant la région orbitale : agréable/ désagréable. La motivation : valeur (force) de l'action impliquant la région médiane La dimension cognitive : choix de l'action impliquant la région dorsale

Quand on fait une action : composante émotionnelle, certaine force motivationelle → cortex orbito-frontal certaine stratégie → cortex dorso-latéral

IMPORTANT : cerveau émotionnel → Ventralcerveau cognitif, exécutif → Dorso – latéral

II- Anatomie fonctionnelle du système limbique

A. Généralités

« lumbus » : limites floues

Définition du système limbique: Structures cérébrales corticales et sous-corticales sous-tendant les émotions, la motivation et la mémoire.

Structures très diverses ayant en commun une architecture cellulaire simplifiée par rapport à celle du reste du cortex.

Il n ' y a pas d'unité anatomique, mais une unité fonctionnelle => multiples interconnexion

Les trois compartiments du système limbique (ce n'est qu'une manière d'aborder les choses, dans les livres vous pourrez trouver d'autres classifications)

(ne retenir que les structures notées en gras)

B. Structures limbiques proprement dites

a) L'amygdale « amande »

1) Définition

C'est la structure clé des émotions . Elle a un rôle primordial dans les processus émotionnels. Elle est située dans la profondeur du lobe temporal en avant de l'hippocampe. C 'est un complexe amygdalien, un ensemble de noyaux. Il y a au moins 13 sous-noyaux chez l'homme, regroupés en 3 groupes :

Noyaux basolatéraux: porte d'entrée de l'amygdale Noyaux central: porte de sortie de l'amygdale Noyau médial: traitement de l'information olfactive

Le noyau basolatéral (entrée) reçoit l'information de toutes les modalités sensorielles (convergence). Elle redirige cette information vers le noyau central (traitement de l'information). Ce dernier (sortie) renvoie l'information

directement sur l'hypothalamus et les noyaux septaux via la strie terminale sur les autres structures

2) Les afférences de l'amygdale (convergence)

- Cortex sensoriel associatif afférences sensorielles: auditives et visuelles (cortex associatifs, se projettent

secondairement sur l'amygdale), afférences gustatives et olfactives (cortex insulaire), afférences somesthésiques.

-Hippocampiques: dans le lobe temporal, qui traite la mémoire. -Gyrus cingulaire-Les afférences des noyaux thalamiques auditifs et visuels: voie qui court-circuite le cortex afin d'avoir une réponse automatique rapide.

Si vous voyez un serpent, votre réaction première sera de faire un pas en arrière. Vous aurez également des manifestions somatiques de la peur.

En fait, l'information visuelle « serpent » va au thalamus qui transmet l'information à l'amygdale, court-circuitant ainsi le cortex, afin de déclencher la réaction automatique rapide de recul. C'est un moyen de protection.

Donc, tout le cortex somesthésique, toutes les entrées sensorielles convergent sur l'amygdale qui est sensible à tous les stimuli de l'environnement. L'amygdale est comme un entonnoir.

Le noyau basolatéral reçoit de l'information de toutes les modalités sensorielles (convergence), il redirige cette information vers le noyau central qui va traiter l'information. Le noyau central renvoie l'information sur les autres structures du système limbique: hypothalamus, tronc cérébral et les noyaux septaux via la strie terminale.

La strie terminale est une projection amygdalo-hypothalamique. Elle établit une communication rapide directe depuis la porte d'entrée qui reçoit les informations sensorielles (amygdale) à une structure effectrice (hypothalamus), ce qui permet une réaction physiologique rapide : « arousal ».

3) Les efférences

Ce sont les sorties.

Hypothalamus via la strie terminale Centres végétatifs du tronc cérébral Noyaux septaux: notion de plaisir, plutôt sexuel Striatum ventral (noyau caudé + putamen): le striatum est la porte d'entrée des NGC

impliqués dans la régulation motrice pour un but. Gyrus cingulaire Cortex orbitofrontal Cortex entorhinal : mémoire

Au niveau fonctionnel dans l'ordre chronologique on observe :

Hypothalamus + centre végétatif du tronc cérébral → réponse somatiquesNoyaux septaux → plaisir Striatum ventral (réponse motrice)Gyrus cingulaire +cortex orbito frontal → expérience conscienteCortex entorhinal → mémorisation

4) Les fonctions de l'amygdale

Elle relie des structures d'expression somatique de l'émotion (hypothalamus, noyaux du tronc, noyaux gris centraux) à des structures:

impliquées dans la notion de plaisir (noyaux septaux) impliquées dans la mémorisation consciente (hippocampe) impliquées dans l'expérience émotionnelle consciente (aires néocorticales: cortex cingulaire

et cortex orbitofrontal).

5) Fonctionnement intrinsèque de l'amygdale

1. Intégration multisensorielle

Convergence de toutes les modalités sensorielles Intégration de stimuli de nature différente

Elle intègre, additionne, soustrait toutes les informations sensorielles. Par exemple, on associe le goût et la vue d'un aliment au niveau amygdalien. L'intégration de la vue et du goût va amener la notion de plaisir, de faim, de comportement motivé.

2. Renforcement des stimuli émotionnels

Siège des associations entre stimulus et émotion (indexation) Pondération de cette association

Elle donne :un poidsune étiquetteune couleurune force à cette association. Elle associe différents stimulis entre eux par leur valeur émotionnelle au niveau amygdalien.

3. Apprentissage émotionnel

Réponse à des stimuli nouveaux, s'ils acquièrent un « intérêt » particulier justifiant une réponse comportementale

Réponse aux stimuli ayant précédemment fait l'objet d'un renforcement

Si le stimulus « serpent » est nouveau, on n'a pas forcément la notion que le serpent est dangereux. Si l'expérience est reconnue comme dangereuse (morsure par exemple) le stimulus devient émotionnellement important. On lui attribue une étiquette, on l'indexe: serpent = danger = fuite rapide.

A la deuxième rencontre avec le serpent, le cortex entorhinal a mémorisé l'information. L'amygdale rappelle rapidement que serpent = danger = fuite rapide. Mémorisation + rappel = processus d'apprentissage emotionnel

La prise de conscience sera plus ou moins importante selon les influences sociales et culturelles... Exemple 1 : réponse comportementale à la peur

• Volet végétatif - Modifications du rythme cardiaque (projections sur le noyau dorsal du vague) - Réactions tensionnelles (projections sur l'hypothalamus latéral)

• Volet moteur - Réaction de blocage (projections sur la substance grise périaqueducale - Sursaut (projections au niveau du TC)

• Volet endocrinien - Libération des hormones du stress (ACTH) (projections sur les noyaux

paraventriculaires et supraoptiques de l'hypothalamus)

Exemple 2: Importance de l'expression faciale chez l'homme/reconnaissance des visages

On montre ces images à des sujets et l'on étudie leurs réponses cérébrales par PET-scan. L'amygdale s'active lorsqu'on présente ces images, tout particulièrement les réponses négatives. L'association est forte à la vue des visages de peur. Le but principal de la peur est de protéger l'individu.

Exemple 3: Syndrome de Klüver et Bucy

Concernent des patients qui ont fait une encéphalite herpétique bilatérale . Il y a une destruction bilatérale des amygdales.

Leurs fonctions intellectuelles sont normales: réussite à un large spectre de tests neuropsychologiques.

Les fonctions psychologiques sont altérées: déficit spécifique dans la recognition des expressions faciales de la peur, perte de la réactivité émotionnelle (indifférence affective), incapacité de l'amygdale à attribuer une signification émotionnelle à un stimulus (surtout visuel, déconnexion visuolimbique).

Ce sont des personnes « aveugles à l'émotion ».

Besoin de toucher pour susciter une expérience émotionnelle, pour compenser.

b) Les noyaux gris centraux limbiques

Afférences en provenance de l'amygdale, de l'hippocampe, du cortex orbito frontal et du cortex cingulaire anterieur.

Efferences vers les structures corticales et sous corticales du système limbique entrée dans le circuit des NGC = striatum ventral (noyau accumbens) sortie du circuit des NGC = pallidum ventral

Amygdale et cortex orbito frontal et cingulaire influencent le système de reponse motrice à un processus émotionnel.

Striato-pallidum ventral = étape clé pour les comportements motivés=> Interface entre émotions/motivations et action.

Trois grands types d'informations:

Sensori-motrices cognitives limbiques

On a une compartimentation fonctionnelle à chaque étape (au niveau du cortex et des noyaux gris centraux). Ici c'est le circuit limbique qui nous intéresse. L'information provient du gyrus cingulaire antérieur.

Porte d'entrée des NGC = striatum ventral (SV)

Porte de sortie des NGC = pallidum ventral Il y a des noyaux plus attribués aux fonctions limbiques au sein du thalamus: DM = dorsal médian

Atteinte des noyaux gris centraux: La maladie de Parkinson (perte de Dopamine)

- Ce n'est pas seulement une maladie motrice. - Il y a aussi une diminution des expressions faciales émotionnelles spontanées et difficultés à communiquer des états émotionnels à l'aide de la prosodie. + Lenteur émotionnelle: perte de reconnaissance et d'expression des émotions.

Apathie = baisse de la motivation = atteinte de la boucle cortico-sous-corticalePrésente dans la dépression, la démence, la maladie de Parkinson. Se caractérise par une « indifférence affective » (insensibilité aux émotions) et une réduction des activités spontanées motrice, comportementale et mentale (« vide mental »).

Il y a un contraste entre la réduction de ces activités spontanées et la quasi-normalité de ces activités en réponse à des consignes = « perte de l'autoactivation ».

L'indexation est présente mais la motivation disparaît.

C. Les structures paralimbiques

a) Cortex orbitofrontal

Situé à la face antérieure du cerveau, en bas. Sa partie dorso larérale (en haut) → cognitionSa partie ventrale (en bas) → pour les émotions

Les afférences: • Noyau dorsomédian du thalamus

Les efférences: • Striatum ventral

=> Cela forme une boucle cortico-sous-corticale PATHOLOGIES:

Les lésions du cortex orbitofrontal: Fonctions intellectuelles, mémoire et langage normaux. Ces personnes ont des gros troubles de la personnalité, du comportement (sur le plan social

et relationnel) Changements de personnalité, hypoémotivité, troubles de planification et de décision non

influencés par les valeurs sociales et les règles morales.

Troubles dans la prise de décisions

Perturbation de l'expression des émotions

Sociopathie acquise de Damasio:

• Humeur labile et imprévisible • Impulsivité • Euphorie • Désinhibition sexuelle • Comportements infantiles • Manque de jugement (difficulté à prendre de bonnes décisions) • Manque d'empathie • Non-respect des conventions sociales et morales

(même comportement que lorsque l'on est saoul)

Marcel Proust a décrit sans le savoir, grâce à sa madeleine, le fonctionnement du cortex orbitofrontal, collant ainsi à la théorie des marqueurs somatiques :

Le cortex orbitofrontal est le siège des associations entre la situation sociale et « l'état somatique »

1- Stockage des sensations somatiques (viscérales et musculaires) provoquées par les situations environnementales et sociales

2- Stockage des informations sur ce contexte issues des cortex associatifs sensoriels (situation)

3- Association entre les deux types d'informations

4- Lorsque la situation se présente à nouveau, réactivation inconsciente au sein du cortex orbitofrontal de la même expérience somatique

5- L'expérience somatique réactivée module le comportement adapté à la situation

Quand le sujet voit, sent, mange une madeleine, ça lui rappelle sa grand-mère, son enfance. L'expérience somatique liée à la madeleine est ressentie à la vue de la madeleine.

C- Structures apparentées

a) L'hypothalamus Effecteur de l'émotion avec les centres végétatifs bulbaires.

III- Synthèse

Les émotions et la motivation ne sont pas gérées par une seule structure mais par un réseau.

L'amygdale reçoit les informations sensorielles et donne une valeur émotionnelle .

La régulation du comportement (comportement motivé) se fait par les noyaux gris centraux.

Le cortex donne une valeur consciente , permet un comportement socialement adapté, un jugement social, la prise de conscience et la mémorisation.

Important de savoir le fonctionnement de l'amygdale : - convergence tampon émotionnel redistribution vers le thalamus (direct), cortex orbito-frontal et NGC (interface entre

cognitif/mouvements/émotions/motivations)