Une séance d'exercice physique intensive améliore la mémoire

Si le sport est bon pour le corps, il semble aussi bon pour le cerveau. En évaluant les performances de la mémoire après une séance de sport, des neuroscientifiques de l'Université de Genève (UNIGE) démontrent qu'une séance d'exercices physiques intensifs de 15 minutes seulement améliore la mémoire, y compris l'acquisition de nouvelles habiletés motrices. Comment? Par l'action des endocanabinoïdes, molécules connues pour augmenter la plasticité synaptique. Cette étude, à lire dans le journal Rapports scientifiques, met en évidence les vertus du sport tant pour la santé que pour l'éducation. Les programmes et stratégies scolaires visant à réduire les effets de la neurodégénérescence sur la mémoire pourraient en effet en bénéficier.

Très souvent, juste après un exercice sportif – en particulier l'endurance comme la course à pied ou le vélo – on ressent un bien-être physique et psychologique. Cette sensation est due aux endocannabinoïdes, petites molécules produites par le corps lors d'un effort physique. «Elles circulent dans le sang et traversent facilement la barrière hémato-encéphalique. Elles se lient ensuite pour spécialiser les récepteurs cellulaires et déclencher cette sensation d’euphorie. »déclare Kinga Igloi, maître de conférences au laboratoire du Professeur Sophie Schwartz, au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine de l'UNIGE, qui a dirigé ces travaux. « Mais quel est le lien entre le sport et la mémoire? C'est ce que nous voulions comprendre », poursuit-elle.

Un effort intense est plus efficace

Pour tester l'effet du sport sur l'apprentissage moteur, des scientifiques ont demandé à un groupe de 15 hommes jeunes et en bonne santé, qui n'étaient pas des athlètes, de faire un test de mémoire dans trois conditions d'exercice physique: après 30 minutes de cyclisme modéré, après 15 minutes d'intensité cyclisme (défini comme 80% de leur fréquence cardiaque maximale), ou après une période de repos.

« L'exercice était le suivant: un écran montrait quatre points placés l'un à côté de l'autre. Chaque fois qu'un des points se changeait brièvement en étoile, le participant devait appuyer le plus rapidement possible sur le bouton correspondant », explique Blanca Marin Bosch, chercheuse dans le même laboratoire. « Il a suivi une séquence prédéfinie et répétée afin d'évaluer précisément comment les mouvements ont été appris. C'est très similaire à ce que nous faisons lorsque, par exemple, nous apprenons à taper sur un clavier le plus rapidement possible. Après une séance de sport intensive, le les performances étaient bien meilleures. « 

En plus des résultats des tests de mémoire, les scientifiques ont observé des changements dans l'activation des structures cérébrales avec l'IRM fonctionnelle et ont effectué des tests sanguins pour mesurer les niveaux d'endocannabinoïdes. Les différentes analyses concordent: plus les individus sont rapides, plus ils activent leur hippocampe (la zone de mémoire du cerveau) et le noyau caudé (une structure cérébrale impliquée dans les processus moteurs). De plus, leurs niveaux d'endocannabinoïdes suivent la même courbe: plus le niveau est élevé après un effort physique intense, plus le cerveau est activé et meilleures sont les performances du cerveau.

Ces molécules sont impliquées dans la plasticité synaptique, c'est-à-dire la manière dont les neurones sont connectés les uns aux autres, et peuvent ainsi agir sur la potentialisation à long terme, mécanisme de consolidation optimale de la mémoire. « 

Blanca Marin Bosch, chercheur

Améliorer l'apprentissage scolaire ou prévenir la maladie d'Alzheimer

Dans une précédente étude, l'équipe de recherche avait déjà montré l'effet positif du sport sur un autre type de mémoire, la mémoire associative. Cependant, contrairement à ce qui est montré ici, ils avaient observé qu'une séance de sport d'intensité modérée produisait de meilleurs résultats. Elle montre donc que, toutes les formes de mémoire n'utilisant pas les mêmes mécanismes cérébraux, toutes les intensités sportives n'ont pas les mêmes effets. Il est à noter que dans tous les cas, l'exercice physique améliore la mémoire plus que l'inaction.

En fournissant des données neuroscientifiques précises, ces études permettent d'envisager de nouvelles stratégies d'amélioration ou de préservation de la mémoire. « L'activité sportive peut être une intervention facile à mettre en œuvre, peu invasive et peu coûteuse. Par exemple, serait-il utile de programmer une activité sportive à la fin d'une matinée d'école pour consolider la mémoire et améliorer l'apprentissage? »

Améliorer l'apprentissage scolaire ou prévenir la maladie d'Alzheimer

Dans une précédente étude, l'équipe de recherche avait déjà montré l'effet positif du sport sur un autre type de mémoire, la mémoire associative. Mais, contrairement à ce qui est montré ici, ils avaient observé qu'une séance de sport d'intensité modérée, pas d'intensité élevée, produisait de meilleurs résultats. Ainsi, tout comme toutes les formes de mémoire n'utilisent pas les mêmes mécanismes cérébraux, toutes les intensités sportives n'ont pas les mêmes effets. Il est à noter que dans tous les cas, l'exercice physique améliore la mémoire plus que l'inaction.

En fournissant des données neuroscientifiques précises, ces études permettent d'envisager de nouvelles stratégies d'amélioration ou de préservation de la mémoire. «L'activité sportive peut être une intervention facile à mettre en œuvre, peu invasive et peu coûteuse. Serait-il utile, par exemple, de prévoir un moment de sport à la fin d'une matinée scolaire pour consolider les apprentissages scolaires», se demande Kinga Igloi, qui, avec ses collègues du laboratoire de Sophie Schwartz, vise à atteindre de tels objectifs pratiques.

Les neuroscientifiques poursuivent actuellement leurs travaux en étudiant les troubles de la mémoire, et notamment en étudiant les populations à haut risque de développer la maladie d'Alzheimer. « Certaines personnes aussi jeunes que 25 ans peuvent présenter des déficits de mémoire subtils caractérisés par une suractivation de l'hippocampe. Nous voulons évaluer dans quelle mesure la pratique sportive pourrait aider à compenser ces déficits précoces qui sont des précurseurs de la maladie d'Alzheimer », concluent les auteurs .

La source:

Référence du journal:

Marin Bosch, B., et coll. (2020) Effet de l'exercice physique aigu sur la mémoire des séquences motrices. Rapports scientifiques. doi.org/10.1038/s41598-020-72108-1.

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