Des études récentes ont montré que le noyau caudé interagissait avec le cortex
préfrontal et qu’il pourrait être impliqué dans les fonctions exécutives. Le but
de cette thèse était d’étudier la contribution du noyau caudé dans les fonctions
exécutives, plus précisément dans des tâches de monitoring et de changement
de règle, et d’observer comment ces régions fronto-striatales interagissent avec
le réseau par défaut (RPD).
Dans un premier temps, nous avons étudié le rôle du noyau caudé dans les deux
types de monitoring : le monitoring d’origine interne, consistant à effectuer un
suivi sur l’état de l’information en mémoire de travail afin de pouvoir faire un
choix subséquent, et dans le monitoring d’origine externe où le suivi sur l’état
des items est effectué par l’individu, mais la sélection est exécutée par une
source externe. Il a été montré que le cortex préfrontal dorsolatéral (CPFDL)
est impliqué dans les deux types de monitoring. À l’aide de l’imagerie par
résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), nos résultats ont montré une
augmentation significative du signal BOLD au niveau du CPFDL dans les
contrastes des conditions de monitoring d’origine interne et monitoring
d’origine externe par rapport à la condition contrôle. De manière plus
importante, une augmentation significative de l’activité a été observée dans le
noyau caudé seulement dans les soustractions impliquant le monitoring
d’origine interne par rapport à la condition contrôle, et par rapport à la
condition de monitoring d’origine externe.
En deuxième lieu, des études ont montré une contribution spécifique des
régions fronto-striatales dans l’exécution d’un changement de règle. Toutefois,
l’effet d’un changement de règle sur l’activité cérébrale n’a jamais été étudié
sur les essais subséquents. À l’aide de l’IRMf, le cortex préfrontal ventrolatéral
(CPFVL) et le noyau caudé ont montré une augmentation significative de leur
activité lors des changements de règle continus et lors des changements de
règles sporadiques par rapport à la condition contrôle, et aussi lors des essais où
le maintien d’une même règle devait être effectué pour une courte durée par
opposition au contrôle. Cependant, aucune activité fronto-striatale n’a été
observée lorsqu’une même règle devait être appliquée pour une plus longue
période. De plus, une diminution significative de l’activité du noyau caudé a
été observée lors de la répétition de l’exécution d’une même règle suggérant
une meilleure intégration de cette dernière.
Finalement, plusieurs études ont montré une déactivation du RPD lors de
l’exécution de tâches. À l’aide de l’IRMf, nous avons posé l’hypothèse que le
RPD serait corrélé négativement avec les régions fronto-striatales lors de
l’exécution d’une tâche de changement de règle. Nos résultats montrent une
augmentation significative de l’activité des régions fronto-striatales lors d’une
augmentation du nombre d’essais de changement de règle consécutif, pendant
que le RPD montre une déactivation continue. De façon intéressante, pendant
que les régions fronto-striatales montrent une diminution de leur activité lors de
l’exécution d’une même règle pour une longue période, le RPD augmente son
activité de façon significative.
On conclut donc que le noyau caudé joue un rôle important dans la
planification d’une nouvelle action lorsque plusieurs possibilités doivent être
considérées en mémoire de travail, et ce en même temps. Finalement, le RPD
montre une corrélation négative avec les régions fronto-striatales suggérant sa
participation dans l’intégration d’une tâche devenant de plus en plus familière. / Recent studies have shown that the caudate nucleus interacts with the prefrontal
cortex, and that it is involved in executive processes. The goal of the thesis was
to investigate the role of the caudate nucleus in executive processes, and to
observe how the frontostriatal regions are interacting with the default mode
network (DMN).
Firstly, we studied the role of the caudate nucleus in self-ordered monitoring,
which consist of keeping track of which stimuli have been selected and which
remains to be selected, and externally-triggered monitoring, which refers to
keeping track of one’s selection when an external source is performing the
selection. It has been shown that de dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC)
was particularly involved in both types of monitoring. Using functional
magnetic resonance imaging (fMRI), a significant increase of activity has been
observed in the DLPFC during both monitoring conditions vs control condition.
Importantly, significant increased activity in the caudate nucleus was observed
only in subtractions involving self-ordered monitoring (the self-ordered vs
control and self-ordered vs externally-triggered conditions).
Secondly, previous studies have shown a specific contribution of frontostriatal
regions during set-shifting. However, the effect of set-shifting on subsequent
trials had yet to be determined. Using fMRI, significant increase of activity was
observed in the ventrolateral prefrontal cortex (VLPFC) and the caudate
nucleus during shifting trials versus control and in trials where the same rule
was applied for a few trials before a set-shift occurred. However, no
frontostriatal activity was observed when the same rule was applied for a longer
period. Decreased activity in the caudate nucleus correlated with increasing
trial position in trials where no set-shift occurred, suggesting that the more a
rule is executed, the better it is established.
Finally, several studies have shown a deactivation of the DMN during the
execution of a goal-directed task. Using fMRI, we hypothesized that the DMN
was negatively correlated with the frontostriatal regions during the execution of
a set-shifting task. Our results showed a significant increase of activity in the
frontostriatal regions as more set-shifts are being performed while the DMN
gets more deactivated. Interestingly, as decreased activity was observed in the
frontostriatal regions during the execution of the same rule for a long period,
the DMN showed increasing activity.
We concluded that the caudate nucleus is specifically involved during the
planning of a novel action when several possibilities are available at the same
time. Finally, the DMN shows a negative correlation with the frontostriatal
regions suggesting its contribution to the execution of a more familiar task.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/10107 |
| Date | 08 1900 |
| Creators | Provost, Jean-Sébastien |
| Contributors | Monchi, Oury |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse ou Mémoire numérique / Electronic Thesis or Dissertation |
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