Système limbique : formation parahippocampique
Cortex parahippocampique (PHC)/cortex postrhinal (POR) : fonctions

Le cortex parahippocampique (PHC), chez les primates, apparenté au cortex postrhinal (POR) chez les rongeurs, est fortement impliqué dans (Shared Functions of Perirhinal and Parahippocampal Cortices: Implications for Cognitive Aging 2018) :

• la représentation des contextes environnementaux et la mémoire des associations spatiales et non spatiales, notamment dans la mémoire épisodique, en interaction avec la formation hippocampique,
• la perception et la reconnaissance des lieux et des scènes,
• la navigation spatiale.

Fonctions générales du cortex parahippocampique (PHC/POR)

1. Le cortex parahippocampique (PHC/POR), est impliqué dans les informations spatiales et contextuelles, notamment celles issues de la voie visuelle dorsale ou voie du " où " ou " voie du voir pour agir "), sans appartenir exclusivement à cette voie.

Il est fonctionnellement associé au cortex entorhinal médial (MEC), particulièrement chez les rongeurs (Visual Perception and Memory: A New View of Medial Temporal Lobe Function in Primates and Rodents 2007).

2. Le cortex périrhinal (PER), fonctionnellement associé au cortex entorhinal latéral (LEC), participe au traitement des informations visuelles issues de la voie ventrale ou " voie du quoi ? " ou " voie du voir pour reconnaître ", particulièrement chez les rongeurs.

Ces cortex, dans le modèle PMAT (Posterior Medial–Anterior Temporal), participent à deux grands réseaux cortico-hippocampiques aux spécialisations fonctionnelles complémentaires (Cortico-hippocampal systems involved in memory and cognition: the PMAT framework 2015).

3. Ces deux réseaux échangent des informations avec le cortex entorhinal et la formation hippocampique, contribuant à la construction de représentations intégrées des objets, des scènes et des événements.

Traitement des informations spatiales et contextuelles

1. La représentation mentale des objets est toujours souvent intégrée à un contexte plus large, notamment une scène visuelle ou un environnement ( représentation contextuelles).

Les caractéristiques des objets et leur contexte contribuent

• à son identification ultérieure (Scenes Unseen: The Parahippocampal Cortex Intrinsically Subserves Contextual Associations, Not Scenes or Places Per Se 2008),
• à sa reconnaissance par la mémoire épisodique (The The Effect of Scene Context on Episodic Object Recognition: Parahippocampal Cortex Mediates Memory Encoding and Retrieval Success 2007).

2. Le PHC/POR, ainsi que le cortex rétrosplénial (RSC), participe au traitement des informations spatiales et contextuelles, en interaction notamment avec le cortex entorhinal médial (MEC).

Le PHC/POR contribue ainsi (Cortico-hippocampal systems involved in memory and cognition: the PMAT framework 2015) :

• à la localisation d'un objet et sa récupération mémorielle,
• à la navigation spatiale, i.e. pouvoir aller d'un endroit à un autre et s'orienter.

3. Les lésions du cortex postrhinal apportent quelques précisions.

Mémoire épisodique et reconnaissance des contextes nouveaux et familiers

1. Les rongeurs à lésions du cortex postrhinal (POR) présentent des difficultés à distinguer des associations objet–contexte nouvelles et familières, malgré une reconnaissance des objets isolés relativement préservée (Dissociable Effects of Lesions to the Perirhinal Cortex and the Postrhinal Cortex on Memory for Context and Objects in Rats 2005).

2. Le PHC/POR contribue également à la discrimination mnémonique entre scènes ou configurations spatiales similaires, notamment lorsque celles-ci présentent des éléments communs ( nouveau versus familier).

3. Chez l'homme, les représentations contextuelles participent également à la récupération des souvenirs autobiographiques, en interaction avec les réseaux de la mémoire épisodique (Contributions of episodic retrieval and mentalizing to autobiographical thought: evidence from functional neuroimaging, resting-state connectivity, and fMRI meta-analyses 2014).

Par exemple, je me rappelle être allé nager sur une plage de Biarritz l'été dernier. Ce souvenir associe un contexte spatial (la plage de Biarritz), un contexte temporel (l'été dernier) et une action (nager).

Remarque : des lésions du cortex rétrosplénial (RSC), réciproquement connecté au POR, entraînent également des déficits de mémoire spatiale allocentrique (Extensive Cytotoxic Lesions of the Rat Retrosplenial Cortex Reveal Consistent Deficits on Tasks That Tax Allocentric Spatial Memory 2002).

Le RSC participe notamment à la représentation des repères environnementaux et de la perspective égocentrique lors de la récupération des informations spatiales (Anchoring the neural compass: Coding of local spatial reference frames in human medial parietal lobe 2014).

4. Le PHC/POR serait aussi impliqué dans la représentation du contexte temporel des événements, notamment de la position des objets dans une séquence apprise (Hippocampal Activity Patterns Carry Information about Objects in Temporal Context 2014).

Le gyrus angulaire, le cortex cingulaire postérieur (PCC) et le cortex préfrontal ventromédial (vmPFC) participeraient également à la récupération des séquences d'événements et de leur contexte temporel (Cortical and subcortical contributions to sequence retrieval: schematic coding of temporal context in the neocortical recollection network 2015).

• Par exemple, une personne apprend une séquence de trois images présentées successivement, un chien, une voiture, puis une maison.
• Lorsqu'on lui présente ensuite l'image de la voiture, elle peut se rappeler que celle-ci occupait la deuxième position, après le chien et avant la maison.

5. Le PHC/POR participe à la mémoire des associations entre les objets et leurs localisations, contribuant ainsi à leur intégration dans un contexte spatial (Medial Temporal Lobe Coding of Item and Spatial Information during Relational Binding in Working Memory 2014).

• Par exemple, lorsqu'on voit un panda, on peut penser aux forêts chinoises de bambous.
• Ce processus fait bien intervenir un contexte non spatial, le panda et les bambous, et spatial, les forêts chinoises.

Perception des lieux et scènes

La partie postérieure du cortex parahippocampique comprend une région fonctionnelle appelée aire parahippocampique des lieux (PPA, Parahippocampal Place Area), qui répond préférentiellement aux images de lieux et de scènes par rapport à d'autres catégories de stimuli visuels (A cortical representation of the local visual environment 1998 et Parahippocampal and retrosplenial contributions to human spatial navigation 2008).

1. Le sillon (ou scissure) collatéral (CoS), qui sépare le gyrus fusiforme médialement du gyrus parahippocampique situé dans sa partie supérieure et du gyrus lingual dans sa partie postérieure, prédit de manière fiable son emplacement.

a. Située dans la partie la plus postérieure de PHC/POR, elle est en contact étroit avec la région moyenne (mFus ou FFA-2) du gyrus fusiforme, et en particulier FG3 (Scene-Selective Cortical Regions in Human and Nonhuman Primates 2011).

Certains auteurs étendent la délimitation de la PPA à une partie du gyrus lingual.

b. La PPA présente une organisation antéropostérieure, avec (Preferential Signal Pathways During the Perception and Imagery of Familiar Scenes, 2023)  :

• une partie postérieure davantage associée au traitement visuel des scènes,
• une partie antérieure davantage impliquée dans les interactions avec les réseaux de mémoire et de représentation spatiale

2. La PPA répond plus fortement aux scènes extérieures ou intérieures et aux maisons par rapport à divers stimuli de contrôle (visages, objets, mots…).

a. Par exemple, lorsqu'on voit un panneau STOP, on anticipe la présence d'une intersection.

• Cette association fait intervenir un élément visuel (le panneau), sa signification (l'obligation de s'arrêter)

b. Des enregistrements de neurones individuels chez l'humain ont également mis en évidence, dans le PHC, des neurones présentant une activité sélective pour les scènes visuelles (Scene-selective coding by single neurons in the human parahippocampal cortex 2017).

Remarque : la PPA fait partie du cortex temporal ventral (VTC), région dans laquelle les scientifiques essaient de délimiter d'autres régions du cortex sélectives à certains stimuli visuels comme (aires du VTC).

4. Le PHC et le cortex rétrosplénial (RSC) participent conjointement au traitement des scènes, avec des contributions complémentaires :

• le PHC intervient davantage dans leur représentation visuelle,
• le RSC contribue à leur utilisation pour la navigation spatiale.

Navigation spatiale

1. Chez les rongeurs, le cortex postrhinal (POR) contient plusieurs populations de neurones impliquées dans la représentation spatiale de l'environnement.

a. Certains neurones présentent une activité qui varie selon la position de l'animal dans son environnement (neurones à activité spatialement sélective).

Contrairement aux cellules de lieu hippocampiques, leurs champs d'activité sont souvent multiples et se modifient lorsque les repères environnementaux changent (Positional firing properties of postrhinal cortex neurons 2003).

b. D'autres neurones codent conjointement la direction de la tête et la position de l'animal par rapport au centre de son environnement, contribuant à une représentation spatiale locale (A Sense of Space in Postrhinal Cortex, 2019).

Contrairement aux cellules classiques de direction de la tête (head-direction cells), dont l'activité dépend principalement de l'orientation de la tête, indépendamment de la position de l'animal.

2. Chez l'homme, les lésions du cortex rétrosplénial (RSC) peuvent provoquer une désorientation topographique, malgré une reconnaissance préservée des lieux (Parahippocampal and retrosplenial contributions to human spatial navigation 2008).

Retour vers la formation parahippocampique