Imagerie fonctionnelle chez le sujet sain

Nous avons regroupé les différentes études évaluant les bases cérébrales de la catégorisation et analysé pour chacune de ces études la présence ou non d’une activation cérébrale dans les différentes régions décrites au paragraphe précédent. Plus précisément, nous avons analysé s’il y avait une activation du réseau de la mémoire sémantique (région temporale antérieure), et du réseau du contrôle cognitif (CPFVL, CPFDL, gyrus temporal moyen postérieure et cortex pariétal inférieur).

Auteur Cat Paradigme expérimental modalité RTA CPFVL CPFDL RPI GTMp

(Hugdahl et al. 1999)

sém Catégorisation mentale sous forme de Fluences catégorielles

IRMf G

(Gerlach et al. 2000)

sém Dire si objets sont manufacturés ou naturels PET G (toute cat) G (manu) G (manu) (Devlin et al. 2000)

sém 3 items d’une catégorie: dire si 4ème est de la même catégorie taxonomique

PET G + D G + D G

(Devlin et al. 2000)

sém Idem Devlin IRMf G + D G

(Tyler et al. 2001) sém Idem Devlin PET G G + D G

(Pilgrim et al. 2002)

sém Idem Devlin IRMf G + D G

(Visser, Embleton, et al. 2010)

sém Idem Devlin IRMf

optim

G + D G + D (Adams and

Janata 2002)

sém Appariement Son (ou dessin) à un mot selon cat taxonomique

IRMf G + D

(Grossman et al. 2002)

sém Classer une description dans une catégorie selon règle stricte

IRMf G+D G G

(Grossman et al. 2002)

sém Classer une description dans une catégorie selon similitude globale de description IRMf G G + D (Green, Fugelsang, Kraemer, et al. 2006)

sém Dire si 2 items sont de même catégorie taxonomique

IRMf G G G

(Schendan and Stern 2007)

sém Catégorisation mentale d’objets présentés visuellement (photos)

IRMf G + D G

(Sachs et al. 2008) sém Appariement avec item de la même catégorie taxonomique

IRMf G + D D G G

(Sachs et al. 2008) sém Appariement avec item de la même catégorie thématique

IRMf G + D G G

(Costanzo et al. 2013)

sém Dire si objet présenté (dessin ou audition mot) est vivant ou non

IRMf G G

(Jackson et al. 2015)

sém Appariement mots selon catégorie taxonomique et thématique, avec 2 niveaux de contrôle IRMf optim G G + D associé contrôle G + D associé contrôle G thémat iques (Husain et al. 2006)

sons Catégorisation de différents types de sons

IRMf G + D G G + D

(Vogels et al. 2002)

visuel Catégorisation de patterns de points en 2 groupes

PET G + D G

(Reber et al. 2002)

visuel Idem Vogels IRMf G + D D G G

(Pernet et al. 2004)

Visuel + lettres

Dire si 2 lettres ou 2 formes sont de même catégorie

IRMf G + D G + D G + D

(Koenig et al. 2005)

Visuel Apparier animaux fictifs selon règles

IRMf G

(Koenig et al. 2005)

visuel apparier animaux fictifs selon ressemblance

IRMf G D

(Milton et al. 2009)

visuel Classer dessins de lampes en 2 catégories selon règle

IRMf G

(Milton et al. 2009)

visuel Classer dessins de lampes en 2 catégories selon ressemblance globale

IRMf D G

Tableau 1. Etudes d’imagerie fonctionnelle évaluant les bases cérébrales de la catégorisation chez les sujets sains.

Abréviations : IRMf : Imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle. IRMf optim : IRMf optimisée

pour assurer la couverture des régions temporales antérieures ; BA : aire de Brodmann ; G : gauche ; D : droit ; manu : pour objets manufacturés.

Cat : type de catégorisation : sém : catégorisation sémantique ; visuel : catégorisation basée sur des

critères de ressemblance ou sur une règle visuelle ; lettre : catégorisation de lettres, ou d’assemblées de lettres ; sons : catégorisation de sons.

Régions cérébrales : RTA : région temporale antérieure, portion inférieure et latérale (BA38 + partie

antérieure de BA20/21/37). CPFVL : cortex préfrontal ventrolatéral (BA 44/45/47). CPFDL : cortex préfrontal dorsolatéral (BA8/9/46) ; RPI : région pariétale inférieure (BA 39/40) ; GTMp : gyrus temporal moyen postérieur (partie postérieure de BA 21/37).

L’analyse du tableau montre une variabilité des régions cérébrales activées dans ces études, qui s’explique d’abord par la variabilité des paradigmes expérimentaux utilisés (fluences catégorielles, appariement sémantique, choix catégoriel…) mais également par la variabilité des tâches contrôles. En effet, plusieurs types de tâches contrôles ont été utilisées, comme par exemple une tâche de catégorisation selon des critères perceptuels, une tâche de discrimination, ou encore une tâche de décision sémantique. En IRMf, on analyse le contraste entre deux tâches qui ne diffèrent que par le processus qui nous intéresse, afin d’obtenir les activations spécifiques du processus en question. Par conséquent, le choix de la tâche contrôle a un impact important sur les résultats obtenus. De plus, l’examen du tableau 1 montre l’activation presque constante du CPF, notamment du CPFVL droit ou gauche. Cela souligne l’importance du CPF dans les processus de catégorisation. Enfin, on constate que très peu d’études ont montré une activation des régions temporales antérieures. L’activation des RTA est mise en évidence dans les trois études ayant utilisé la scintigraphie par PET (Devlin et al. 2000; Gerlach et al. 2000; Tyler et al. 2001), et dans une étude récente ayant utilisé une acquisition optimisée pour les RTA (Jackson et al. 2015). En effet, les RTA sont difficiles à étudier en IRMf pour deux raisons principales. Tout d’abord, il y a dans cette région de nombreux artéfacts de susceptibilité causés par les variations de force de champs magnétique à l’interface entre le cerveau, l’os et les sinus remplis d’air. Ces artéfacts produisent une perte de signal et des distorsions (Devlin et al. 2000; Gorno-Tempini et al. 2002; Visser, Embleton, et al. 2010). De plus, scanner les lobes temporaux nécessite l’utilisation de large champs pour s’assurer de la couverture du pole temporal (Visser, Jefferies, et al. 2010). Cela peut expliquer que peu d’études ont montré l’activation des RTA lors de la catégorisation.

Pour résumer, les études d’imagerie fonctionnelle montrent une activation presque constante du CPFVL droit et/ou gauche lors des tâches de catégorisation. L’activation du CPFDL, et des régions postérieures (GTMp et RPI) est régulièrement retrouvée mais de manière plus inconstante. Le peu d’activation des RTA dans ces études est difficile à interpréter du fait des difficultés d’acquisition dans ces régions. Des informations complémentaires sont apportées par les études de la catégorisation réalisées chez l’animal, et notamment chez le singe.