En plus d’être bénéfique pour notre corps, l’activité physique joue aussi un rôle crucial, souvent insoupçonné, dans le développement et la modification de notre cerveau. À travers la naissance de nouveaux neurones (la neurogenèse) et la création de connexions entre les neurones (la synaptogenèse) et de vaisseaux sanguins qui améliorent l’irrigation du cerveau (angiogénèse), l’activité physique sculpte le cerveau au même titre que le muscle et participe à améliorer nos capacités cognitives.
par Béatrice Degraeve
Enseignant-Chercheur en Neuropsychologie, Institut catholique de Lille (ICL) dans The Conversation
À travers ces modifications structurales (c’est-à-dire la neurogénèse, la synaptogenèse et l’angiogenèse…), les impacts de l’activité physique sont multiples.
Sur le plan cognitif, de nombreux travaux ont mis en lumière une amélioration significative de la mémoire, de l’attention, de la vitesse de traitement de l’information et même de la créativité chez les individus physiquement actifs. Ces changements fonctionnels sont le résultat direct des modifications structurelles et physiologiques induites par l’activité physique.
Des effets bénéfiques ont également été observés sur la prévention du déclin cognitif lié à l’âge. Une méta-analyse – un travail de recherche qui mène une analyse statistique en combinant les données de différentes études* – comprenant 15 études longitudinales et totalisant 33 816 participants âgés de plus de 55 ans (sans antécédents de démence) a été conduite pour évaluer l’influence de l’activité physique sur le déclin cognitif.
Les résultats montrent que les individus pratiquant une activité physique régulière et soutenue diminuaient de 38 % le risques de développer des troubles cognitifs comparés aux individus sédentaires.
Sur le plan émotionnel, l’activité physique influence également notre santé mentale, en réduisant les symptômes de la dépression et de l’anxiété, grâce à la régulation de certains neurotransmetteurs (tels que la sérotonine et la dopamine).
Des résultats récents ont par ailleurs mis en évidence que les bénéfices de l’activité physique sur le plan émotionnel étaient particulièrement importants chez des individus ayant un faible niveau d’activité physique antérieur.
De plus, étant donné que la dépression et l’anxiété nuisent à des aspects importants de notre cognition (comme l’attention, la concentration, la mémoire, la vitesse de traitement de l’information ou encore la prise de décision), l’activité physique peut jouer un rôle protecteur pour les individus touchés par ces troubles.
Les experts et l’Organisation mondiale de la santé (OMS) recommandent au moins 150 minutes d’activité aérobie d’intensité modérée par semaine (ou 75 minutes d’activité plus intensive) combinée à des exercices de musculation deux fois par semaine. Par jour, entre 5000 et 7000 pas sont recommandés chez l’adulte.
Au-delà des exercices physiques et sportifs (correspondant à toutes activités aérobiques, qui nécessitent un apport important en oxygène comme la course à pied ou la natation, ou musculaires planifiées, structurées et répétitives, avec ou sans compétitions), l’activité physique comprend également les activités de la vie quotidienne (marcher, monter les escaliers, tondre la pelouse, jardiner, faire le ménage…).
Courir, nager, danser – mais aussi tondre la pelouse, promener son chien, ou prendre les escaliers plutôt que l’ascenseur – sont autant d’activités accessibles qui peuvent contribuer à la santé de notre cerveau.
Explorons comment l’activité physique régulière ne se contente pas de remodeler notre silhouette, mais façonne également l’architecture même de notre cerveau.
– La naissance de nouveaux neurones
La naissance de nouveaux neurones ou neurogenèse a été pendant longtemps considérée comme un processus se limitant à la période de développement embryonnaire. Toutefois, des études ont montré que l’exercice physique stimule la neurogenèse chez l’adulte, et ce particulièrement dans l’hippocampe, une structure clé dans les processus de mémorisation et d’apprentissage.
Parallèlement, les activités nécessitant un apport important en oxygène, comme la course à pied ou la natation (aussi appelées exercices aérobie) favorisent la libération de ce que l’on appelle des facteurs de croissance (tels que le BDNF pour l’anglais Brain-Derived Neurotrophic Factor ou facteur neurotrophique dérivé du cerveau), des protéines essentielles à la survie et à la croissance des neurones existants ainsi qu’au développement de nouvelles cellules cérébrales.
– Une augmentation du volume cérébral à tous les âges
D’autres recherches ont montré que l’activité physique régulière modifie aussi la structure de notre cerveau : elle augmente le volume de certaines structures cérébrales, notamment de l’hippocampe et des régions préfrontales. L’hippocampe (situé dans le lobe temporal) est une structure essentielle pour la mémoire et l’apprentissage tandis que le cortex préfrontal est impliqué dans des fonctions dites exécutives (de haut niveau) telles que le raisonnement, la planification, l’inhibition, la prise de décision, la résolution de problème…
Ces changements ont été observés quel que soit l’âge des sujets, tant à l’âge adulte, dans l’enfance, l’adolescence et même chez les personnes âgées. Chez ces derniers, la pratique régulière d’une activité physique pourrait constituer un facteur neuroprotecteur du risque de développer des pathologies neurodégénératives. La réalisation d’activités physiques régulières contribue donc à la santé et au développement du cerveau, tant chez le jeune que l’adulte vieillissant.
Des travaux chez l’animal suggèrent que ces changements structurels pourraient s’accompagner d’une amélioration de la connectivité entre les différentes zones du cerveau (en créant de nouvelles synapses, ces régions où ont lieu les interactions entre cellules nerveuses), ce qui rendrait la communication plus efficace entre neurones plus efficaces.
– Une meilleure oxygénation et irrigation
L’activité physique améliore enfin l’irrigation du cerveau. En augmentant le débit sanguin, l’activité physique (en particulier aérobie) stimule la création de nouveaux vaisseaux sanguins. Ce processus, nommé angiogenèse, améliore l’efficacité de l’apport d’oxygène et de nutriments aux neurones.
En stimulant la création de nouveaux neurones et la formation de connexions synaptiques, l’activité physique agit comme un puissant moteur de la plasticité cérébrale. On nomme « plasticité cérébrale » la capacité du cerveau à se remodeler en réponse aux stimulations de l’environnement, en modifiant la force des connexions entre les neurones ou en formant de nouvelles voies neuronales.
Cette adaptabilité du cerveau est cruciale pour l’apprentissage, la mémoire, mais aussi la réorganisation après une lésion cérébrale. Cette capacité est essentielle tout au long de la vie, permettant des améliorations cognitives et une résilience accrue face au vieillissement et aux maladies neurodégénératives.
Dans le contexte de pathologies neurologiques telles que la sclérose en plaques, l’activité physique adaptée se révèle être un outil précieux, non seulement pour la réhabilitation motrice, mais aussi pour la réhabilitation cognitive.
Désormais, les mécanismes à l’œuvre au niveau cérébral quand on pratique une activité physique sont bien connus. Pour bénéficier pleinement de ces effets, il n’est pas nécessaire de devenir un athlète de haut niveau : une routine d’activité physique modérée mais régulière est suffisante.
Cet article a été co-écrit par Béatrice Degraeve (Université Catholique de Lille, Lille, France), Bruno Lenne (Université Catholique de Lille, FranceETHICS (EA7446) Groupement des hôpitaux de l’institut catholique de Lille GHICL, neurology department, Lille, France), Caroline Massot (Groupement des hôpitaux de l’institut catholique de Lille GHICL, rehabilitation department, France Université Catholique de Lille, Lille, France UPHF, LAMIH, Valenciennes, CNRS, UMR 8201, Valenciennes, France), Laurent Zikos (Université Catholique de Lille, Lille, France).