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Et si faire de l’exercice rendait plus intelligent ?

exercice intelligent

Si, à première vue, le concept de faire de l’activité physique pour améliorer les fonctions cérébrales supérieures peut paraître farfelu, sachez que de plus en plus d’études se penchent sur la relation entre l’activité physique et le cerveau. À l’origine, la majorité des études portaient sur le traitement de certaines maladies dégénératives du cerveau (Alzheimer, Parkinson, démence, etc.) à l’aide d’intervention en entraînement. Les résultats sont fort intéressants, plusieurs études démontrant des effets positifs notables sur les fonctions cérébrales. Nous sommes bien loin du stéréotype du sportif avec tout dans les muscles et rien dans la tête. Est-ce que l’activité physique et/ou l’exercice peut nous rendre intelligent?

Mais tout d’abord, commençons par déterminer quel type d’activité physique favorise le plus le développement du cerveau.

La vaste majorité des études tant chez l’Homme que l’animal utilise un mode d’entraînement aérobie (cardio) pour évaluer les effets de l’exercice sur le cerveau alors qu’une moins grande portion a étudié les effets de modalités d’entraînement anaérobie (musculation). On remarque que l’entraînement aérobie améliore de façon significative les performances cognitives de façon aiguë et de façon prolongée. L’entraînement en anaérobie semble avoir des effets similaires, mais de magnitude moindre et les mécanismes d’action semblent extrêmement diversifiés. Toutefois, la combinaison de l’entraînement aérobie et anaérobie semble extrêmement profitable pour les fonctions cérébrales offrant une synergie additive supérieure aux effets indépendants de chaque modalité d’entraînement.

Faire de l’exercice bien sûr, mais à quelle intensité ?

Dans l’ensemble, les activités physiques d’intensité modérée semblent procurer le plus de bénéfices pour notre cerveau. En ce qui concerne l’entraînement aérobie, on utilise habituellement une plage d’intensités allant de 50 à 65 % des capacités afin de générer le plus d’adaptation au niveau des fonctions cérébrales supérieures. Du côté de la musculation, le manque de diversité au niveau des modalités de surcharge limite les conclusions. Beaucoup d’études utilisant un modèle animal, il est plus difficile de « traduire » les modalités de surcharge employées chez le rat en paramètre chez l’humain. Il semblerait que « forcer » avec une surcharge donnerait des effets concluants. Les paramètres de surcharge allant de 2 à ~5 séries et la plage de répétition s’échelonnant de ~6 à près de 20. En fait, ce qui semble importer serait la perturbation de l’activité musculaire causant des changements au niveau des neurotransmetteurs, des hormones et de molécules appelées facteurs neurotrophiques. À l’aide de l’ensemble de ses éléments affectés par l’exercice, le muscle serait un organe en quasi constante communication avec le cerveau.

Combien de temps et combien de fois ?

Le volume d’entraînement requis pour améliorer les fonctions cérébrales est potentiellement moins important que celui requis pour l’amélioration des qualités physiologiques entraînables. À raison de 2 à 3 séances d’entraînement par semaine, il est possible d’observer des améliorations de capacités du cerveau au niveau de la mémoire et de l’orientation spatiale. En ce qui a trait à l’entraînement aérobie, des séances allant de 10 à 30 min semblent suffisantes alors que des séances un peu plus longues profitent à l’entraînement anaérobie. Cependant, les bénéfices semblent très volatiles. Suite à seulement quelques jours de cessation de la pratique d’activité physique ou d’entraînement, on remarque une diminution drastique des effets positifs observés sur le cerveau.

Quels sont les principaux effets de l’exercice sur le cerveau ?

Amélioration/régularisation des neurotransmetteurs

L’exercice cause des altérations au niveau de nombreux neurotransmetteurs, certains impliqués dans des états comme la dépression. En stimulant ces neurotransmetteurs par l’activité physique, il semble être possible de réinitialiser certaines fonctions cérébrales et améliorer l’état général de l’individu. D’autres neurotransmetteurs impliqués dans des maladies dégénératives comme le Parkinson, les troubles du spectre de l’autisme et la maladie d’Huntington pourraient également être favorablement affectés par la pratique régulière d’activité physique.

Action conjointe avec certaines hormones

En favorisant une meilleure régulation de la sécrétion de plusieurs hormones, l’exercice pourrait favoriser une meilleure santé cérébrale. Par exemple, la chute de la concentration de certaines hormones chez les femmes post ménopausées entraîne des effets secondaires comme des difficultés de concentration et des pertes de mémoire. La combinaison d’une thérapie hormonale et de l’exercice permet d’obtenir des résultats beaucoup plus concluants et efficaces. Chez des rongeurs ovariectomisés, il a été observé que ceux qui étaient plus actifs subissaient une diminution moins importante des fonctions cérébrales comme la capacité à s’orienter dans un labyrinthe. Chez l’humain, cela pourrait se traduire par une meilleure économie de temps de déplacement en voiture à Montréal (sic !).

Augmentation de facteurs neurotrophiques

L’activité physique entraîne la production de facteurs neurotrophiques qui induisent des changements importants au niveau du système nerveux central. Certains de ces facteurs favorisent la différenciation, le développement et la survie d’une grande variété de neurones. Ces éléments favorisent une plus grande capacité d’adaptation du cerveau ainsi qu’une plus grande résilience aux maladies dégénératives.

Circulation, perfusion et angiogenèse

Ma mère me le rappelait souvent, faire de l’exercice ça oxygène le cerveau. L’augmentation du débit sanguin cérébral lors d’efforts physiques est favorable à une amélioration des capacités du cerveau. Non seulement l’exercice augmente de façon aiguë et transitoire l’apport sanguin au cerveau, mais il permet également de développer la microvasculature cérébrale. En augmentant la capillarisation, l’exercice permet de créer un réseau de distribution sanguin plus imposant, couvrant plus de surface et plus efficace. Cette angiogenèse est très rapide, des observations réalisées chez des singes ont démontré qu’elles prenaient place seulement quelques jours après la pratique d’activité physique augmentant la circulation sanguine.

Neurogenèse et synaptogenèse

On remarque que la pratique régulière d’activité physique/entraînement modifie l’architecture même du cerveau. On observe une augmentation de la densité des dendrites (extrémités des neurones), un remaniement de la matière grise et de la matière blanche et une augmentation de la plasticité neuronale de même que de la formation de nouveaux neurones. Intéressant, mais ça change quoi au quotidien ? Selon l’endroit dans le cerveau où ses adaptations ont lieu, cela peut se traduire par une amélioration de la mémoire, de la capacité d’orientation spatiale (s’orienter pour trouver son chemin) et des capacités d’apprentissage. Également, la formation de nouveaux neurones pourrait permettre de pallier à une dégénérescence de neurones plus anciens soit causée par le vieillissement ou la maladie.

Stress oxydatif

Même si pour plusieurs le stress oxydatif est synonyme de problème de santé, en réalité il s’agit d’un processus énergétique essentiel à la vie. Il ne faut pas se laisser intimider l’appellation « stress » qui peut trop souvent être péjorative. Le problème principal du stress oxydatif réside dans sa gestion par l’organisme. Lorsque bien régulé, le stress oxydatif se manifeste par des réactions chimiques bien contrôlées. Toutefois, sous certaines conditions, l’organisme peut éprouver certaines difficultés gérer efficacement ce processus métabolique. Chez les rongeurs, la pratique régulière d’activité physique entraîne une amélioration de la gestion du stress oxydatif et une réduction du dommage causé par ce dernier.

Apoptose cellulaire

L’apoptose ou la mort cellulaire est également un processus inévitable. L’exercice permet de modifier les niveaux d’apoptose au niveau du cerveau. Une réponse initiale à l’exercice est caractérisée par une augmentation de l’apoptose, plus particulièrement au niveau de l’hippocampe (pas le poisson, mais la composante du cerveau appartenant au système limbique jouant un rôle central dans la mémoire et la navigation spatiale). Toutefois, il s’agit d’un effet transitoire qui est remplacé par une réduction progressive de l’apoptose. L’augmentation temporaire semble déclencher une cascade de réactions favorisant l’apparition de nouvelles cellules améliorant ainsi les capacités des structures affectées.

Plus d’activité physique, plus d’intelligence ?

Pas tout à fait. La relation entre l’activité physique et les fonctions cérébrales suit une courbe en U inversée. Pas suffisamment de stimulation/activité physique, pas d’adaptation. Trop de stimulation/activité physique, pas d’adaptation non plus. Il est important de s’assurer que la pratique d’activité physique est jumelée à une récupération proportionnelle et adéquate afin de permettre la mise en place des adaptations tant au niveau physique que cérébral.

L’activité physique et l’exercice semblent être de puissants alliés des fonctions cérébrales. Par exemple, la simple pratique d’une activité physique modérée pour une vingtaine de minutes avant la réalisation de tâches cognitives complexes favorise la réalisation de ces dernières comparativement à des individus n’ayant pas fait d’activité physique au préalable. Cet effet aigu est non négligeable et pourrait s’intégrer à des pratiques pédagogiques et andragogiques (ça, c’est l’enseignement pour les adultes). Pour ce faire, il faudrait largement repenser notre conception de l’enseignement et des nombreuses barrières qui freinent les apprentissages. L’ajout de périodes d’éducation physique ne serait pas tant pour améliorer la condition physique ou la gestion du poids, mais plutôt pour favoriser les capacités d’apprentissage de l’individu. Il pourrait également s’agir d’une intervention moins coûteuse et présentant moins d’effets secondaires indésirables que la médication pour des populations souffrant de différents troubles de l’apprentissage ou de l’attention.

Lorsque je parle des effets de l’activité physique sur le cerveau, tout le monde semble d’accord, comme s’il s’agissait d’un fait connu et largement accepté. Pourtant, lorsque je propose de prendre 20 min dans un cours de 60 min pour faire de l’activité physique au lieu de la matière enseignée, on me répond presque toujours que c’est impossible. Lorsque je propose de faire des réunions sur des vélos stationnaires ou encore en marchant, on me regarde avec un sourire en coin signifiant que l’on a bien compris la blague et que ça ne peut pas être une proposition sérieuse. Pourtant…

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