Les émotions négatives sont classiquement surexprimées dans les pathologies psychiatriques comme la dépression ou les troubles anxieux, lesquels sont associés à des altérations fronto-limbiques. Des modèles animaux permettent d’explorer les mécanismes physiopathologiques sous-tendant l’expression de ces émotions, et qui impliquent des boucles fronto-limbiques, en particulier amygdalo-préfrontales.

Les modèles précliniques ont mis en évidence des modifications quantitatives mais aussi qualitatives du fonctionnement de ces réseaux de neurones, corrélées aux niveaux de peur et d’anxiété. Ces recherches trouvent leur prolongement chez l’Homme en condition pathologique, et en thérapeutique à travers l’utilisation de techniques de neuromodulation.

Dans la dépression, la littérature incrimine un large réseau corticolimbique, incluant l’hippocampe, l’amygdale, le cortex préfrontal dorsolatéral (dlPFC), ventrolatéral et médian, le cortex cingulaire antérieur (CCA), et les ganglions de la base. Il existe une réduction des volumes des hippocampes, du CCA et du dlPFC et dorso-médian. La connectivité est diminuée entre le cortex préfrontal, le cortex temporal et des structures sous-corticales (amygdale, hippocampe). L’imagerie fonctionnelle montre une hyperactivation de l’amygdale en réponse à des stimuli négatifs.

Dans le TSPT, les bases neuroanatomiques sont aussi bien connues impliquant notamment une hyperactivation limbique (amygdale) et un déficit d’activation au niveau du dlPFC. Les traitements de la dépression et des troubles anxieux normalisent les altérations fonctionnelles et structurales observées. Les psychothérapies ont un effet top-down activant les aires cognitives préfrontales et diminuant le fonctionnement des aires limbiques. De même, les pharmacothérapies ont un effet bottom-up permettant l’inhibition de l’amygdale hyperactive, réduisant son influence sur les structures frontales. D’autres thérapies innovantes (rTMS, tDCS) neuromodulent sur le réseau fronto-limbique en vue d’une normalisation fonctionnelle.