"Faire du monde un endroit plus en forme" est la devise modeste de l'une des plus grandes chaînes de fitness du monde, Fitness First . En effet, en Allemagne, le nombre de membres du club de fitness est passé de 4,7 millions en 2004 à 8,5 millions en 2013. La conscience sociale en matière de santé et de forme physique semble grandir, ce qui est important compte tenu de notre éducation culturellement «avancée». les lieux de travail et de loisir où rester assis presque toute la journée a tendance à remplacer le mouvement actif et le travail physique actif. Malgré les vaillants efforts déployés pour rendre le monde meilleur, Fitness First et d'autres dirigeants de clubs, organisations sportives et responsables gouvernementaux sont sans doute conscients que seulement 34% des jeunes européens âgés de 11 à 15 ans respectent les normes recommandées en matière d'activité physique ( OMS, 2014). Considérant la diminution des niveaux d'activité physique chez les enfants (YRBS, 2010) et le fait que les modèles d'activité physique réduite établis dans l'enfance peuvent être difficiles à changer à mesure que les enfants se développent à l'âge adulte (Telama et al., 2005), Il est important d'étudier les effets de la forme physique et des accès aigus sur la santé physique et le bien-être des enfants.
Les enfants ont besoin d'au moins une heure d'activité physique par jour et, idéalement, d'activités de renforcement musculaire (p. Ex. Redressements assis, exercices de musculation et exercices de résistance) au moins trois jours par semaine. Dans nos efforts pour rendre le monde meilleur, nous avons récemment mené une étude fascinante avec un groupe d'adolescents. Nous nous sommes intéressés à l'effet de la forme physique et des périodes d'exercice aigu sur la performance cognitive et l'activité cérébrale. Des recherches approfondies ont mis en évidence les avantages de l'exercice régulier pour la performance cognitive (Colcombe et Kramer 2003, Royall et al., 2002). Des niveaux de condition physique plus élevés chez les enfants préadolescents ont été associés à des performances cognitives supérieures (Hillman et al., 2005, 2009). En plus du niveau de condition physique, on a constaté que des programmes d'exercices intenses (p. Ex. 20 minutes de vélo ou de course) et d'exercices sur plusieurs semaines augmentent les performances cognitives, peu importe les régimes d'exercices antérieurs (Zervas et al. Hinkle et al., 1993, Davis et al., 2007).
Cependant, on connaît moins les mécanismes biologiques et électrophysiologiques sous-jacents associés aux effets bénéfiques de l'exercice sur la cognition. Les modèles animaux suggèrent une augmentation du débit sanguin régional (Endres et al., 2003), la promotion de la vascularisation cérébrale (Pereira et al., 2007), une augmentation des taux de facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF), ainsi qu'une régulation positive. Des gènes associés à la plasticité cellulaire (Vaynman et Gomez-Pinilla 2006) peuvent en partie expliquer les effets bénéfiques de l'exercice sur la performance cognitive. Nous nous sommes particulièrement intéressés à la signature électrique du cerveau associée aux effets de la forme physique et des accès aigus de l'exercice. Plus précisément, nous avons examiné l'idée que la condition physique et les exercices actifs peuvent accroître la cohérence de la dynamique électrique cérébrale, ce qui peut expliquer pourquoi la forme physique et les mouvements aigus de l'exercice favorisent de meilleures performances cognitives.
Notamment, on pense que les neurones qui «tirent ensemble ensemble» et que le tir synchrone des neurones médient l'interaction entre les différentes assemblées neuronales (Schnitzler et Gross 2005). Nous avons utilisé des méthodes électrophysiologiques pour mesurer la cohérence de l'EEG. Les mesures de cohérence EEG peuvent être interprétées comme le degré de synchronisation des oscillations EEG à travers les régions du cerveau (Nunez, 1981). Les changements dans la cohérence de l'EEG en fonction de l'exercice aigu et de la forme physique peuvent être un mécanisme important sous-tendant les effets bénéfiques de l'exercice sur la performance cognitive.
Notre étude a utilisé la méthode suivante. Au cours d'un cours d'éducation physique régulièrement prévu, le niveau de condition physique de 30 élèves a été évalué au moyen de performances individuelles maximales sur un vélo stationnaire. Les étudiants (âgés de 13 à 14 ans) ont ensuite été classés en deux groupes: «apte» et «inapte». Au cours des deux semaines suivantes, chaque étudiant est venu deux fois au laboratoire pour effectuer un test cognitif pendant que son EEG était mesuré. Une séance de mesure de l'EEG a suivi un exercice d'intensité modérée de 20 minutes et un suivi d'une période de repos de 20 minutes.
La tâche de performance cognitive utilisée dans notre étude était une version modifiée de la tâche du flanker Erikson (Eriksen et Eriksen 1974, Ruchsow et al., 2005). Dans la version Go / NoGo de la tâche, les participants répondent à des lettres cibles spécifiques présentées sur un écran d'ordinateur (B et U), mais retiennent la réponse aux autres lettres (D et V). Les lettres flanquantes sont soit congruentes et indiquent une réponse compatible avec la lettre cible, soit sont différentes et indiquent une réponse incompatible.
Nous avons observé que les niveaux de condition physique et l'exercice physique aigu avaient un effet sur la rapidité avec laquelle les adolescents répondaient à la tâche de flanker d'Erikson, et le nombre d'erreurs qu'ils faisaient. Plus précisément, les adolescents ajusteurs étaient significativement plus rapides après 20 minutes d'exercice, par rapport à 20 minutes de repos. De plus, les adolescents inaptes ont fait plus d'erreurs lors des essais NoGo relatifs aux essais Go, après 20 minutes de repos. Enfin, par rapport à leurs homologues plus aptes, les participants inaptes présentaient des niveaux plus élevés de cohérence alpha, alpha et béta inférieure dans les conditions de repos pour les essais interdits, ce qui indique probablement une plus grande allocation des ressources cognitives aux demandes de tâches. Les niveaux plus élevés de cohérence alpha sont d'un intérêt particulier à la lumière de son rôle rapporté dans l'inhibition et l'effort d'attention.
Une interprétation de nos résultats est que le groupe inapte exerçait une plus grande quantité d'effort que le groupe d'ajustement. Des niveaux de condition physique plus élevés peuvent avoir facilité une plus grande efficacité corticale, en particulier lorsque la tâche de flanker a été effectuée après la condition de repos, avec moins de ressources cognitives nécessaires pour maintenir la performance par rapport aux individus inaptes. Fait intéressant, nous avons constaté que les différences de groupe étaient moins prononcées après un exercice, ce qui suggère que l'exercice aigu pourrait améliorer l'efficacité de la performance cognitive chez les personnes moins en forme. Cette interprétation est cohérente avec la constatation que les adolescents inaptes, mais pas en forme, avaient des taux d'erreur plus élevés pour les essais GoGo par rapport à Go après une période de repos, alors qu'après un exercice aigu, il n'y avait pas de différence de taux d'erreur entre les groupes.
Dans l'ensemble, les adolescents inaptes peuvent effectuer des tâches cognitives au même niveau que les participants en forme dans certaines conditions (condition physique, essais Go). Cependant, dans les situations où les demandes attentionnelles sont élevées, des niveaux de cohérence relativement plus élevés sont associés à des taux d'erreur plus élevés dans le groupe inapte. Les résultats suggèrent que la forme physique et l'exercice aigu peuvent améliorer la cognition en augmentant la fonctionnalité du système attentionnel à l'adolescence. La présente étude souligne donc l'importance des programmes d'intervention permettant aux adolescents de faire de l'exercice physique, ce qui peut améliorer l'attention et les performances cognitives à l'école et dans la vie de tous les jours.
Sortons et jouons et faisons du monde un endroit plus propre!
Michael Hogan (Twitter), Méadhbh Brosnan (LinkedIn), et Nicola Hohensen (quelque part entre Berlin, en Allemagne et Galway, en Irlande!).
Les références
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