Fonctions exécutives : inhibition, mémoire de travail, flexibilité (psycho)
Les fonctions exécutives sont l'ensemble des processus qui permettent de contrôler volontairement sa pensée et son comportement, surtout dans les situations nouvelles où les automatismes ne suffisent pas. Le modèle de référence, celui de Miyake et ses collègues (2000), en distingue trois : l'inhibition, la mise à jour en mémoire de travail et la flexibilité cognitive.
Ce thème, au carrefour de la psychologie cognitive, des neurosciences et de la psychopathologie, revient en L2 comme en L3. Voici chaque fonction avec son test de référence, son ancrage cérébral et ce qui se passe quand elle est atteinte.
Unité et diversité des fonctions exécutives
Miyake et ses collègues ont fait passer à des étudiants une batterie de tâches exécutives et analysé leurs résultats par analyse factorielle confirmatoire. Ils obtiennent trois facteurs distincts mais corrélés entre eux : c'est le principe d'unité et de diversité. Diamond (2013) reprend ces trois fonctions de base et montre qu'elles soutiennent des fonctions de plus haut niveau, comme le raisonnement, la planification et la résolution de problèmes.
L'inhibition, ou savoir freiner
L'inhibition est la capacité à empêcher une réponse automatique ou dominante quand elle n'est pas adaptée, à résister aux distractions et à contenir une réaction émotionnelle. Le test de Stroop (1935) en est la mesure la plus célèbre : on présente des noms de couleur écrits dans une encre d'une autre couleur, comme le mot « rouge » écrit en bleu, et il faut dénommer la couleur de l'encre. La lecture, automatique, interfère : on est plus lent et on se trompe davantage que lorsque mot et encre concordent. Cet effet d'interférence mesure l'effort d'inhibition.
La mise à jour en mémoire de travail
La mise à jour consiste à maintenir des informations actives et à les remplacer au fur et à mesure par des informations plus pertinentes. Elle se mesure par des tâches comme le n-back, où il faut signaler si l'élément présenté est identique à celui vu n positions plus tôt, ou par l'empan de chiffres à l'envers. Elle correspond à la composante exécutive de la mémoire de travail de Baddeley, l'administrateur central.
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La flexibilité cognitive, ou savoir changer de cap
La flexibilité est la capacité à passer d'une tâche, d'une règle ou d'un point de vue à un autre. Le Wisconsin Card Sorting Test, créé par Grant et Berg en 1948, en est l'outil classique : il faut trier des cartes selon une règle, couleur, forme ou nombre, que l'on doit deviner et qui change sans prévenir. Les personnes peu flexibles continuent d'appliquer l'ancienne règle : on parle de persévération. La partie B du Trail Making Test, qui oblige à alterner chiffres et lettres, est une autre mesure courante.
Le cortex préfrontal et le syndrome dysexécutif
Les fonctions exécutives dépendent surtout du cortex préfrontal et de ses connexions avec d'autres régions. Le cas de Phineas Gage, ouvrier dont le lobe frontal a été traversé par une barre de fer en 1848, est resté célèbre : il survit, mais son comportement devient impulsif et désorganisé. On parle aujourd'hui de syndrome dysexécutif pour désigner l'ensemble des troubles du contrôle, de la planification et de l'inhibition après une lésion frontale.
Norman et Shallice (1986) ont proposé un modèle qui éclaire ces troubles : les actions routinières sont gérées par des schémas automatiques, et un système attentionnel superviseur n'intervient que dans les situations nouvelles, complexes ou dangereuses. Quand ce superviseur est atteint, la personne reste prisonnière de ses routines ou se laisse capturer par les stimulations de l'environnement.
Développement et troubles
Les fonctions exécutives se développent tout au long de l'enfance et de l'adolescence, au rythme de la maturation du cortex préfrontal, qui se poursuit au début de l'âge adulte. Elles sont fragilisées dans de nombreux troubles : déficit d'inhibition dans le TDAH, rigidité dans l'autisme, atteinte globale dans les démences ou après un traumatisme crânien.
Piège : confondre flexibilité et impulsivité ; changer de stratégie de façon réfléchie n'est pas agir sans contrôle.
Piège : confondre mémoire à court terme, simple stockage, et mise à jour en mémoire de travail.
Piège : présenter les trois fonctions comme totalement indépendantes, alors qu'elles sont corrélées.
Piège : faire de 25 ans un seuil précis de maturation du préfrontal : c'est un ordre de grandeur.
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Sources
Miyake, A., Friedman, N. P., Emerson, M. J., Witzki, A. H., Howerter, A. et Wager, T. D. (2000). « The unity and diversity of executive functions and their contributions to complex frontal lobe tasks : A latent variable analysis ». Cognitive Psychology, 41(1), 49-100.
Diamond, A. (2013). « Executive functions ». Annual Review of Psychology, 64, 135-168. https://doi.org/10.1146/annurev-psych-113011-143750
Stroop, J. R. (1935). « Studies of interference in serial verbal reactions ». Journal of Experimental Psychology, 18(6), 643-662.
Norman, D. A. et Shallice, T. (1986). « Attention to action : Willed and automatic control of behavior ». Dans R. J. Davidson, G. E. Schwartz et D. Shapiro (dir.), Consciousness and self-regulation (vol. 4, p. 1-18). Plenum.
Questions fréquentes
Quelles sont les fonctions exécutives ?
Le modèle de Miyake et ses collègues, publié en 2000, en distingue trois : l'inhibition, qui freine les réponses automatiques inadaptées, la mise à jour en mémoire de travail, qui maintient et renouvelle les informations utiles, et la flexibilité cognitive, qui permet de changer de règle ou de stratégie. Elles soutiennent la planification et le raisonnement.
Qu'est-ce que l'effet Stroop ?
C'est le ralentissement observé quand il faut dénommer la couleur de l'encre d'un mot désignant une autre couleur, par exemple le mot « vert » écrit en rouge. La lecture, automatique, entre en conflit avec la dénomination de la couleur. Décrit par Stroop en 1935, cet effet sert à mesurer l'inhibition.
Quel test mesure la flexibilité cognitive ?
Le test le plus classique est le Wisconsin Card Sorting Test, où il faut trier des cartes selon une règle qui change sans prévenir ; une personne peu flexible persévère dans l'ancienne règle. La partie B du Trail Making Test, qui impose d'alterner chiffres et lettres, est aussi très utilisée.
Quelle zone du cerveau gère les fonctions exécutives ?
Les fonctions exécutives dépendent principalement du cortex préfrontal et de ses connexions avec d'autres régions corticales et sous-corticales. Une lésion frontale peut entraîner un syndrome dysexécutif, avec des troubles de l'inhibition, de la planification et de la flexibilité, comme dans le cas historique de Phineas Gage.
Qu'est-ce que le syndrome dysexécutif ?
C'est l'ensemble des troubles qui touchent le contrôle volontaire du comportement après une atteinte frontale ou de ses circuits : difficultés à planifier, à inhiber des réponses inadaptées, à changer de stratégie, persévérations ou au contraire comportements dictés par l'environnement. On l'observe après un traumatisme crânien, un accident vasculaire ou dans certaines démences.