Le cortex préfrontal et le processus d'apprentissage : caractérisation d'un rôle critique

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L’apprentissage est essentiel pour faire face à notre environnement changeant. Le cortex préfrontal régule les fonctions exécutives, et, lorsqu’il est compromis, cela affecte chaque phase du processus d’apprentissage : l’encodage, la consolidation et le rappel. Cette revue présente des résultats récents sur le rôle du cortex préfrontal à chaque phase d’apprentissage, dans les contextes de la mémoire déclarative et de la modalité visuelle. À l’encodage, le cortex préfrontal se révèle important à deux égards. Premièrement, en améliorant, par un mécanisme descendant, le rendement métabolique et électrophysiologique des régions perceptives primaires. Deuxièmement, en effectuant une réorganisation sémantique d’informations, augmentant la profondeur de l’encodage et la qualité de la trace mnésique. Avec le temps, certaines informations acquises deviennent permanentes par la consolidation. Lors de ce processus, favorisé par le sommeil, l’engramme se déplace de l’hippocampe vers le cortex préfrontal médian, où il sera plus stable. Finalement, le cortex préfrontal facilite le rappel par l’utilisation de regroupements sémantiques et l’inhibition d’informations distrayantes. Les données présentées suggèrent que le cortex préfrontal optimise l’apprentissage à chaque étape du processus. Les recherches à venir devraient révéler des modèles intégrateurs incluant le cortex préfrontal, mais ne se limitant pas à celui-ci.

The prefrontal cortex and learning: characterization of a critical roleThe capacity to learn is essential in a changing environment. The prefrontal cortex (PFC) is known to regulate executive functions and its lesions compromise each stage of the learning process, namely: encoding, consolidation and retrieval. This article reviews recent results on the role of the prefrontal cortex in each stage of learning, in the context of declarative memory and visual perception. At the encoding stage, the PFC’s importance is twofold. Firstly, using top-down mechanisms, the PFC improves the metabolic and electrophysiological efficiency of early visual processing areas. Secondly, the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) is thought to underlie the semantic reorganization of stimuli, allowing for deeper encoding and higher quality of the mnemonic trace. Consolidation is the process whereby temporarily held information is transformed into more permanent memories. During this process, which is mediated by sleep, the engram transfers from the hippocampus to the medial prefrontal cortex (mPFC) where it reaches a more stable form. Finally, the PFC facilitates retrieval by clustering information into single semantic categories and by inhibiting distracting stimuli. These data suggest that the PFC powerfully optimizes each stage of the learning process. Future research in this area should progressively reveal integrative models including, but not limited to the PFC.