Nouvelle fenêtre sur l’effet 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 NeuroImageindique également que les modifications du diamètre de la pupille peuvent servir de marqueur prédictif des améliorations cognitives induites par l’exercice, offrant une nouvelle façon de comprendre les effets de l’exercice sur le cerveau.

Des recherches antérieures ont montré qu’un exercice très léger, comme le yoga ou un jogging lent, peut améliorer les performances cognitives sans causer de stress ou de réactions d’humeur négatives. Cependant, les mécanismes neuronaux sous-jacents à cette amélioration n’étaient pas bien compris. Les chercheurs étaient particulièrement intéressés à comprendre comment le système excitateur du cerveau, en particulier le système des catécholamines provenant du locus coeruleus (LC), pourrait être impliqué 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 une grave détérioration de la santé cognitive et mentale », a déclaré l’auteur de l’étude. Soja hideakiIl est professeur à l’Université de Tsukuba.

En tant que contre-mesure, l’exercice léger et sans stress, comme le yoga, le tai-chi et la course lente et consciente, est un candidat thérapeutique efficace pour la santé du cerveau.Nous avons montré dans des études translationnelles animales et humaines que l’exercice stimule la fonction cérébrale même en situation de stress -conditions d’éclairage intense et libre. 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, l’étude actuelle s’est concentrée sur la pupille de l’œil, connue sous le nom de fenêtre sur l’esprit . »

Pour mener l’étude, les chercheurs ont conçu une expérience impliquant de jeunes adultes en bonne santé. L’échantillon de l’étude était composé de 34 participants, dont 6 femmes et 28 hommes. Les chercheurs ont recruté des participants qui n’avaient pas d’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 se sont livrés à 10 minutes d’exercices cyclistes de haute intensité, tandis que dans la condition CTL, ils se sont reposés. La charge d’exercice est adaptée individuellement à la capacité aérobie de chaque participant.

Les chercheurs ont utilisé une gamme de techniques pour collecter des données au cours de l’expérience. Le diamètre de la pupille a été mesuré en continu à l’aide d’un dispositif de suivi oculaire, qui a fourni un aperçu des changements dans les états d’éveil et cognitifs. La spectroscopie dans le 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 Stroop de mots de couleur. Cette tâche consiste à répondre aux noms de couleurs affichés dans des couleurs incohérentes, ce qui nécessite un contrôle cognitif pour surmonter les interférences.

L’étude a révélé une dilatation de la pupille lors d’exercices très légers et que l’étendue de cette dilatation était associée à des améliorations ultérieures 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 du changement dynamique radical du repos à l’exercice léger », a déclaré Soya. Il a été dit dans le passé : pas de douleur, pas de gain. Cependant, il était intéressant que nous puissions clairement confirmer dans les données brutes sur les pupilles que le cerveau est activé même par un exercice très léger chez l’homme.

Les mesures fNIRS ont indiqué une activité accrue dans le cortex préfrontal dorsolatéral gauche pendant la tâche de fonction exécutive 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 suggèrent 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, la pupille reflète l’activité du tronc cérébral, y compris le système d’excitation noradrénergique du cerveau. Dans les présents résultats, les pupilles se sont dilatées de manière sensible pendant l’exercice, ce qui prédit une amélioration de la fonction du cortex préfrontal. La perception indiquée par l’excitabilité cérébrale pour améliorer la cognition frontale pendant l’exercice « Extrêmement doux est nouveau dans participants humains. De plus, en regardant vers l’avenir, la surveillance des élèves détient un potentiel prometteur en tant que nouveau biomarqueur pouvant 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 nos expériences sont sous contrôle strict des stimuli lumineux et optiques pour la validation expérimentale », a déclaré Soya. « Les élèves reflètent fortement les effets de l’information visuelle, il faut donc faire attention lors de l’application des résultats actuels dans la pratique. »

« Nous examinons les mécanismes neuroscientifiques des effets de l’exercice sur le cerveau, en particulier les exercices légers », a ajouté le chercheur. « Nous vous encourageons à consulter les autres études qui ont été réalisées et à commencer à faire des exercices très légers dès aujourd’hui. »

l’étude, « La dynamique pupillaire pendant un exercice très léger prédit des avantages cognitifs frontauxÉcrit par Ryuta Kuwamizu, Yudai Yamazaki, Naoki Aoike, Taichi Hiraga, Toshiaki Hata, Michael A. Yassa et Hideaki Soya.