Les fonctions exécutives regroupent un ensemble de systèmes cognitifs qui contrôlent et gèrent les processus cognitifs. Norman et Shallice (1986) ont proposé un modèle du fonctionnement exécutif du contrôle attentionnel spécifiant comment les schémas d'action et de pensée sont activés ou inhibés selon la nature habituelle ou inhabituelle des circonstances. Les schémas, ou scripts, définissent la série d'actions ou de pensées d'un individu sous l'influence de conditions environnementales. Chaque type de stimulus déclenche l'activation d'une réponse, d'un schéma. Dans des situations routinières, bien connues, le lancement du schéma approprié est le gestionnaire de conflits qui inhibe latéralement les schémas en concurrence pour le contrôle du système cognitif. Dans le cas de situations uniques, non-routinières, c'est le système attentionnel superviseur (SAS) qui contrôle l'activation des schémas. Le SAS est un système exécutif qui supervise et contrôle la gestion des conflits en influant sur les probabilités d'activation des schémas et en permettant d'appliquer des stratégies générales à des problèmes (ou situations) nouveaux pendant le déroulement des traitements attentionnels automatiques.
Contexte général Fonctions exécutives Les fonctions exécutives sont des processus cognitifs qui contrôlent d'autres activités cérébrales, et dont le fonctionnement est principalement localisé dans les zones préfrontales du lobe frontal. Les fonctions exécutives se limitent à certaines capacités, et sont notamment responsables du lancement, du renforcement, de la régulation, et de l'inhibition de processus cognitifs, langagiers, moteurs et émotionnels. Ces processus sont à la base des fonctions telles que l'auto-évaluation, la planification, la résolution de problèmes, le contrôle des impulsions et de l'attention, ainsi que la sélection stratégique ou le séquençage du comportement pour atteindre des objectifs souhaités..
La mesure des fonctions exécutives est souvent moins précise que la mesure de tâches non-exécutives en raison de la complexité multidéterminée résultant de l'interconnexion présente au sein du cerveau. En effet, les fonctions exécutives sont difficiles à mesurer de façon indépendante de toutes les autres fonctions cognitives et sont souvent influencées par des facteurs non exécutifs. Par conséquent, comprendre la relation entre les comportements et les processus cognitifs peut être difficile.
Beaucoup de modèles de fonctions exécutives ont été proposés, mais aucun d'entre eux n'est catégoriquement considéré comme plus valide ou plus acceptable que les autres. La complexité sous-jacente du cerveau fait qu'il est très difficile de vérifier quel(s) modèle(s) sont les plus corrects. Cet article est principalement axé sur la fonction exécutive du système attentionnel superviseur, et des travaux de recherche portant sur celui-ci.
Modèle de Norman et Shallice (1986) En 1980/1986, les psychologues Donald Norman et Tim Shallice ont proposé un cadre théorique expliquant le contrôle attentionnel du fonctionnement exécutif.. Le modèle utilise des schémas de pensées et d'actions, qui sont des séries d'idées et des séquences d'actions apprises, comme des scripts, qui spécifient les comportements lors de situations particulières. Les schémas sont activés à partir des stimuli perçus ou du résultat de schémas récemment activés. Par exemple, entrer dans votre cuisine pour trouver une pile d'assiettes sales (entrée) pourrait initier une réponse comportementale de nettoyage (schéma). On suppose qu'il existe une énorme quantité, finie, de schémas de pensées et d'actions, et qu'ils sont hiérarchisés. Par exemple, les schémas de haut niveau représentent la résolution de problèmes tandis que les schémas de bas niveau caractérisent les actions..
Dans le modèle de Norman-Shallice, deux processus principaux gèrent le fonctionnement et le contrôle des schémas. Tout d'abord il y a le gestionnaire de conflits, un mécanisme de niveau inférieur qui régule le traitement des schémas dans le cadre d'actions automatiques et familières, ainsi que certaines situations nouvelles. Ce système de prévision de conflits s'assure que le schéma approprié est activé et, par inhibition, empêche plusieurs actions concurrentes de s'exécuter simultanément.. Les schémas ont des conditions de sélection et sont initiés si le niveau d'activation atteint un seuil. Les schémas interconnectés s'inhibent mutuellement. L'augmentation du nombre d'activations d'un schéma entraînera un accès futur facilité et une plus forte suppression de l'activation des schémas qui lui sont connectés.. Plusieurs schémas qui s'exécutent simultanément, par exemple marcher et à parler, sont renforcés par l'usage courant et requièrent moins de contrôle attentionnel. Le gestionnaire de conflits est rapide, automatique et cohérent dans l'activation de schémas.
La deuxième composante du modèle Norman-Shallice est le système attentionnel superviseur (SAS). Ce mécanisme de niveau supérieur a le contrôle sur le gestionnaire de conflits. Le SAS gère la planification consciente et délibérée des actions et des situations nouvelles qui ne peuvent pas être traitées par des schémas connus et/ou lorsque éviter les erreurs ou le déclenchement de réponses habituelles est crucial (par exemple lorsqu'on emprunte un trajet connu pour aller à un rendez-vous très important). En plus de gérer l'activation d'un schéma approprié et l'inhibition des schémas inappropriés, le SAS établit des ajustements pour résoudre les problèmes que les schémas existants n'ont pas pu résoudre. En d'autres termes, il modifie les stratégies générales pour résoudre des problèmes inhabituels. S'il n'y a pas de schémas existants relatifs à un problème, alors sous contrôle attentionnel un nouveau schéma peut être créé, évalué et mis en œuvreExecutive Functions.. La création d'un nouveau schéma prend environ 8-10 secondes. Le SAS est lent, délibéré, et utilise des stratégies flexibles pour résoudre des problèmes difficiles et variés.
Il existe deux principales distinctions au niveau des traitements attentionnels. Les traitements attentionnels automatiques ne nécessitent pas de contrôle conscient et sont déclenchés en réponse à des stimuli environnementaux familiers. Cela contraste avec les traitements attentionnels contrôlés qui nécessitent un contrôle conscient afin de répondre à des situations uniques.
Le SAS est impliqué dans la composante exécutive de la mémoire de travail pour stocker, contrôler et traiter les informations appropriées.. Le SAS permet les comportements indépendants impliqués dans la mémoire, la planification, la prise de décision, l'estimation cognitive, la résolution de problèmes, les environnements dangereux, les situations nouvelles, l'inhibition d'erreur, la correction d'erreur, et l'initiation d'actions. Il comprend également les composants principaux de l'attention humaine, à savoir la sélection, la division, la flexibilité (capacité de basculement, shifting) et le maintien. La sélection est la capacité de sélectionner et traiter une tâche spécifique en dépit de distracteurs (stimulus plus saillant ou ensemble de stimuli de fond). La division (ou partage) survient lorsque l'attention est divisée entre plusieurs tâches. La capacité de passer l'attention d'une tâche à l'autre est appelée flexibilité mentale. Maintenir l'attention sur une tâche pendant une longue période de temps relève de ce qu'on appelle l'attention soutenue. Le SAS est également responsable de l'amorçage de tâches anticipées. Cependant une activité réduite du SAS est corrélée à des défaillances momentanées de l'attention, résultant en un comportement non pertinent (qu'on appelle erreur de capture). Lorsque le SAS ne parvient pas à supprimer un schéma non pertinent, l'attention est négativement influencée. De manière similaire, les patients avec un dysfonctionnement du SAS montrent des difficultés dans le rappel de souvenirs spécifiques ainsi que des problèmes de concentration, de planification, et d'initiation d'actions..
Une autre erreur dans le système attentionnel superviseur peut conduire à des conséquences plus dévastatrices. Quand les humains sont confrontés à une situation menaçante, il y a souvent peu de temps pour générer la réponse combat-fuite idéale pour augmenter les chances de survie. La paralysie cognitive définit la condition dans laquelle, face à une urgence, un individu ne parvient pas à réagir et se retrouve comme "gelé" en raison d'une défaillance temporaire ou cognitive. On suppose que le blocage temporaire pendant une urgence est dû à l'inhibition du SAS. Si un schéma approprié déjà appris est récupérable, alors une réaction de survie sera initiée. Toutefois, si aucun des schémas existants ne correspond, la paralysie cognitive survient, sinon un comportement irrationnel. Sur la base de cette compréhension, on peut spéculer à tort que le SAS est défavorable dans des situations dangereuses. Le système attentionnel superviseur permet aux individus de prévoir et de se préparer mentalement à des situations, avant toute confrontation possible. Les rôles spécifiques du SAS en situation de survie ont beaucoup été débattus ; de manière générale on s'accorde à dire qu'il opère pour augmenter les chances de survie et qu'il fonctionne en conjonction avec un système intégré.
L'emplacement probable du SAS est dans les lobes frontaux, plus spécifiquement dans le cortex préfrontal. Cela concorde avec l'idée générale selon laquelle les lobes frontaux fournissent un système pour atteindre des objectifs réalisables. La région dorso-latérale des lobes frontaux est impliquée dans la pensée et le langage, et organise les représentations mentales des choses du monde. Le cortex préfrontal accueille de nombreux systèmes et autres processus pouvant fonctionner de manière indépendante, dépendante et de manière interactive avec le SAS. Le fonctionnement du SAS dépend de plusieurs systèmes et structures spécifiques du cerveau.. Tout au long des années 1980 et 1990, beaucoup de recherches en neuropsychologie ont été menées sur les lobes frontaux et le cortex préfrontal (PFC). Au fil du temps, le système attentionnel superviseur a été incorporé dans la recherche sur le vieillissement, les lésions cérébrales, les troubles psychologiques, les maladies dégénératives, l'abus de substance et plus encore. La section suivante est un bref aperçu sur la recherche impliquant le SAS.
Recherche sur le système attentionnel superviseur Lésions du lobe frontal Les patients ayant des lésions au niveau des lobes frontaux présentent des symptômes caractéristiques des troubles dysexécutifs, par exemple des difficultés à récupérer des souvenirs autobiographiques. Les patients avec une lésion frontale varient beaucoup dans les déficits cognitifs qu'ils peuvent présenter, ceux-ci étant particulièrement liés aux caractéristiques précises de la lésion.