Une nouvelle fenêtre sur les effets de l’exercice sur le cerveau

De nouvelles recherches fournissent des preuves que le système d’excitation du cerveau joue un rôle dans les avantages cognitifs de l’exercice. Résultats publiés dans NeuroImageont également démontré que les changements dans le diamètre de la pupille pourraient servir de marqueur prédictif pour l’amélioration cognitive induite par l’exercice, offrant une nouvelle façon de comprendre les effets de l’exercice sur le cerveau.

Des recherches antérieures ont montré que des exercices très légers, comme le yoga ou le jogging lent, peuvent améliorer les performances cognitives sans provoquer de stress ni de réactions d’humeur négatives. Cependant, les mécanismes neuronaux sous-jacents à cette augmentation ne sont pas bien compris. Les chercheurs sont particulièrement intéressés à comprendre comment les systèmes d’excitabilité du cerveau, en particulier les systèmes de catécholamines dérivés du locus coeruleus (LC), pourraient être impliqués dans les effets bénéfiques de l’exercice sur la fonction exécutive.

“La pandémie de COVID-19 a réduit notre activité physique, ce qui peut entraîner de graves déclins de la santé cognitive et mentale”, ont déclaré les auteurs de l’étude. Soja HideakiIl est professeur à l’université de Tsukuba.

En guise de contre-mesure, des exercices légers et sans stress, tels que le yoga, le tai-chi et la course lente, tout en étant conscients, sont des candidats thérapeutiques efficaces pour la santé du cerveau. Nous avons montré dans des études translationnelles chez l’animal et l’homme que l’exercice stimule la fonction cérébrale même dans des conditions d’éclairage intense et sans stress. Cependant, la technologie n’existe pas pour lire l’activité cérébrale en temps réel lors d’exercices très légers chez l’homme. Pour cette raison, la recherche actuelle se concentre sur la pupille de l’œil, qui est connue comme la fenêtre de l’esprit.”

Pour mener l’étude, les chercheurs ont conçu un essai impliquant de jeunes adultes en bonne santé. L’échantillon de recherche était composé de 34 participants, dont 6 femmes et 28 hommes. Les chercheurs ont recruté des participants sans antécédents autodéclarés de troubles neurologiques ou psychiatriques. Ils visaient à sélectionner des individus qui étaient relativement en bonne santé et exempts de conditions susceptibles de fausser les résultats de l’étude.

L’étude a suivi une conception croisée, dans laquelle les participants ont subi deux conditions à des jours différents : une condition de repos de contrôle (CTL) et une condition d’exercice de haute intensité (EX). Dans la condition EX, les participants ont fait 10 minutes d’exercices cyclistes à haute intensité, tandis que dans la condition CTL, ils se sont reposés. La charge d’entraînement est adaptée individuellement à la capacité aérobie de chaque participant.

Les chercheurs utilisent diverses techniques pour recueillir des données au cours de l’expérience. Le diamètre pupillaire a été mesuré en continu à l’aide d’un dispositif de suivi oculaire, qui donne un aperçu des changements dans les états d’éveil et cognitifs. La spectroscopie proche infrarouge (fNIRS) a été utilisée pour surveiller l’activité du cortex préfrontal au cours d’une tâche exécutive connue sous le nom de tâche de mot de couleur de Stroop. Cette tâche consiste à répondre aux noms de couleurs affichés dans des couleurs incohérentes, ce qui nécessite un contrôle cognitif pour surmonter l’interférence.

Cette étude révèle une dilatation de la pupille lors d’exercices très légers et la mesure dans laquelle cette dilatation est associée à une amélioration ultérieure des performances des fonctions exécutives. Cette dilatation de la pupille a été liée au système d’excitation noradrénergique du cerveau, en particulier le LC.

“Lorsque nous avons vu pour la première fois les données initiales sur le diamètre de la pupille, nous avons été étonnés par le changement dynamique radical du repos à l’exercice modéré”, explique Soya. On disait autrefois : pas de douleur, pas de gain. Cependant, il est intéressant que nous puissions clairement confirmer dans les données brutes sur les élèves que le cerveau est activé même avec un exercice très léger chez l’homme.”

Les mesures fNIRS montrent une activité accrue dans le cortex préfrontal dorsolatéral gauche lors d’une tâche fonctionnelle post-exercice. Cette région du cerveau est connue pour être impliquée dans les fonctions exécutives telles que le contrôle cognitif et la prise de décision.

Les résultats montrent que “même 10 minutes d’exercice très léger peuvent améliorer la fonction du cortex préfrontal”, a déclaré Soya à PsyPost. “C’est une bonne nouvelle pour ceux qui n’aiment pas faire de l’exercice.”

En outre, les pupilles reflètent l’activité du tronc cérébral, y compris le système d’excitation noradrénergique du cerveau. Dans cette découverte, les pupilles étaient sensiblement dilatées pendant l’exercice, prédisant une amélioration de la fonction du cortex préfrontal. Perception montrée par la stimulation cérébrale pour améliorer la cognition frontale pendant l’exercice “Très légèrement nouveau chez les participants humains. De plus, en regardant vers l’avenir, la surveillance des élèves a un potentiel prometteur en tant que nouveau biomarqueur qui peut être utilisé pour prédire les effets de l’exercice sur le cerveau.”

Mais l’étude, comme toutes les recherches, comporte quelques mises en garde.

“Il est important de noter que notre expérience a été strictement contrôlée par des stimuli lumineux et visuels pour la validation de l’expérience”, a déclaré Soya. “Les élèves reflètent très bien les effets de l’information visuelle, il faut donc faire preuve de prudence lors de l’application de ces résultats dans la pratique.”

“Nous avons examiné les mécanismes neuroscientifiques des effets de l’exercice sur le cerveau, en particulier l’exercice modéré”, ont ajouté les chercheurs. “Nous vous encourageons à jeter un coup d’œil aux autres études qui ont été faites et à commencer à faire des exercices légers dès aujourd’hui.”

apprentissage, “La dynamique pupillaire pendant un exercice très léger prédit un bénéfice cognitif frontalDitulis oleh Ryuta Kuwamizu, Yudai Yamazaki, Naoki Aoike, Taichi Hiraga, Toshiaki Hata, Michael A. Yassa, et Hideaki Soya.