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S’entraîner favoriserait la consolidation de la mémoire motrice

On voit des gens qui s'entraînent sur des vélos stationnaires. L'image est focalisée sur leurs jambes en action (on ne voit pas les visages).

L’exercice cardiovasculaire permettrait au cerveau « d’optimiser » l’utilisation de ses ressources.

Photo : iStock / gradyreese

Radio-Canada

Faire de l'exercice cardiovasculaire intense juste après une activité manuelle aiderait le cerveau à mémoriser la tâche effectuée. Cette découverte pourrait améliorer les méthodes de réhabilitation pour les personnes qui doivent récupérer des capacités motrices, après un AVC, par exemple.

Un texte de Gabriel Laurin

Une équipe multidisciplinaire menée par Marie-Hélène Boudrias et Marc Roig, tous deux professeurs adjoints à l'École de physiothérapie et d'ergothérapie de l’Université McGill, a mis en lumière le lien entre l'activité physique et les réseaux de neurones.

Ils ont comparé deux groupes de participants : l'un qui effectuait une tâche manuelle suivie d'un exercice physique et l'autre qui effectuait la même tâche, mais cette fois-ci sans exercice physique.

On voit Mme Boudrias et M. Ghosh de face, debout, dans un laboratoire.Agrandir l’image (Nouvelle fenêtre)

Marie-Hélène Boudrias, professeure adjointe à l'École de physiothérapie et d'ergothérapie de l'Université McGill, et Arna Ghosh, ingénieur électrique

Photo : Radio-Canada / Gabriel Laurin

Quand nous faisons face à une nouvelle tâche, notre cerveau est en période « d’acquisition » de la compétence, explique Marie-Hélène Boudrias. Une période de « consolidation » s’enclenche lorsqu’on a terminé, ce qui permet au cerveau de consolider ce qu’il a appris. L’équipe s’attendait à ce que l’exercice facilite la consolidation de la mémoire motrice et que le cerveau exécute la tâche plus efficacement dans le futur.

L’exercice cardiovasculaire permettrait au cerveau « d’optimiser » l’utilisation de ses ressources. Les neurones deviennent donc plus efficaces à communiquer entre eux.

Ça demande moins de ressources du cerveau. C’est comme si c’était mieux ancré dans les réseaux [neuronaux] qui sont responsables de cette tâche-là.

Marie-Hélène Boudrias

Le saviez-vous?

Notre cerveau contient environ 100 milliards de neurones, qui sont constamment en action.

La progression d’un signal

Au repos, les neurones émettent tous leurs signaux en même temps. C’est ce que les neurologues appellent la « synchronie ». Toutefois, lorsqu’on planifie et qu’on exécute un mouvement, ils perdent leur harmonie et se « désynchronisent ». Les chercheurs peuvent détecter cette perturbation chez les participants en leur posant un électroencéphalographe (EEG) sur le crâne.

On voit un étudiant, de dos, qui porte un électroencéphalographe.Agrandir l’image (Nouvelle fenêtre)

Un étudiant qui porte un électroencéphalographe.

Photo : Radio-Canada / Gabriel Laurin

Pendant que les cobayes portent un EEG, ils doivent exécuter une tâche simple : presser sur une poignée qui enregistre leur force. Cet exercice sert de base à un jeu très rudimentaire : c’est l’étape où le sujet acquiert une compétence motrice. L’EEG en révèle l’effet sur les neurones.

Une fois leur performance au jeu évaluée, de même que l’activité cérébrale, ils sont séparés en deux groupes. Le premier fait du vélo stationnaire à haute intensité pendant 15 minutes. Le second profite d’un quart d’heure de repos.

Suit alors la phase de « consolidation » de la mémoire motrice, explique Marie-Hélène Boudrias, c’est-à-dire où le cerveau construit ses « réseaux neuronaux ». Les participants utilisent à nouveau la poignée de force et l’EEG. Les chercheurs comparent alors l’activité cérébrale lors de l’acquisition et de la consolidation de la compétence motrice. Les scientifiques remarquent que les neurones sont moins perturbés par le mouvement.

Après avoir fait l’exercice, [...] pour faire ce même mouvement-là, les [neurones des] sujets se désynchronisent moins.

Marie-Hélène Boudrias
On voit un étudiant, de dos, qui porte un EEG. Il joue à un jeu devant un écran à l'aide d'une télécommande. Agrandir l’image (Nouvelle fenêtre)

Le « jeu » auquel se prêtent les participants tout en portant l’EEG

Photo : Radio-Canada / Gabriel Laurin

Pour déterminer à quel point la mémoire du jeu s’est ancrée dans le cerveau des participants, ils retournent au laboratoire à deux reprises, soit 8 et 24 heures après l’expérience initiale.

On ne mesure cette fois-ci que la performance, donc il n’y a pas d’EEG en vue. Résultat : les participants qui ont fait de l’exercice physique intense se sont plus améliorés que leurs camarades.

L’importance du sommeil

Si la performance s’est améliorée après une journée, ce ne fut pas le cas lors de la première visite de retour, après huit heures seulement. Cela met au jour l’importance du sommeil dans la construction des réseaux neuronaux, explique l’équipe de recherche.

L’exercice a favorisé la consolidation de la mémoire, mais cet effet-là se voit après une nuit de sommeil.

Marie-Hélène Boudrias

Le sommeil permet aux neurones sollicités pendant la journée de « potentialiser » ce qu’elles ont appris pendant la journée. En d’autres termes, cela leur permet de créer des routes où l’information circule plus facilement entre elles; conséquemment, l'exécution du mouvement devient plus facile.

Applications possibles en réadaptation

De telles recherches offrent la possibilité d'améliorer les pratiques en réadaptation, par exemple pour les personnes qui ont souffert d’un AVC. Les thérapeutes pourraient optimiser l’apprentissage pour les patients qui n’ont qu’un temps limité en réadaptation.

Avec l’EEG, on pourrait mieux cibler quelles zones du cerveau sont à solliciter afin qu’un patient ait une réhabilitation plus rapide.

Bien que l’étude ne permette pas d’identifier les mécanismes précis à l’intérieur du cerveau qui facilitent l’apprentissage moteur, elle ouvre la voie à des études futures.

Leurs résultats sont parus dans la revue NeuroImage (Nouvelle fenêtre).