Le lien entre l’exercice et la mémoire (et le sommeil?)

Une nouvelle recherche montre que l’exercice optimise le cerveau pour la consolidation de la mémoire.

L’exercice améliore la connectivité dans le cerveau et stimule la mémoire.

Source: iStock / Uberimages

L’exercice est bon pour le cerveau. Votre classe de jogging ou de spin est bénéfique pour la mémoire et les fonctions exécutives. Si vous le faites trois ou quatre fois par semaine, l’exercice améliore également votre motricité, tout ce qui nécessite des mouvements et des muscles. Des recherches antérieures ont montré que le moment de l’exercice avait une incidence sur la qualité de la mémoire.

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Mais personne ne savait trop pourquoi. Maintenant, une nouvelle étude montre pour la première fois comment l’exercice modifie le cerveau de manière à expliquer pourquoi il est utile pour la consolidation de la mémoire. «Votre cerveau devient plus efficace», affirme Marc Roig, neuroscientifique et physiothérapeute à l’Université McGill de Montréal, auteur principal du document. De plus, dit Roig, les résultats suggèrent qu’une bonne nuit de sommeil pourrait constituer une partie importante du processus.

L’article, publié dans NeuroImage et co-écrit par Fabien Dal Maso, Bennet Desormeau et Marie-Hélène Boudrias, porte sur l’apprentissage moteur et la mémoire. Roig et ses collègues travaillent avec des patients en réadaptation, en particulier ceux qui ont subi un AVC. “L’idée est d’essayer d’utiliser l’exercice associé à l’apprentissage moteur pour améliorer la rétention des capacités motrices chez les patients”, a déclaré Roig. Mais leurs résultats pourraient également s’appliquer à l’entraînement sportif. Et comme on a constaté que l’exercice améliore d’autres types de mémoire, tels que la mémoire visuelle ou verbale, l’étude peut avoir des implications plus larges.

Dans la première partie de l’étude, Roig et ses collègues ont confirmé quelque chose qu’ils avaient trouvé auparavant. Une séance d’exercices aigus immédiatement après avoir pratiqué une tâche motrice a amélioré la rétention 24 heures plus tard. “Il semble que vous ouvriez une fenêtre sur la plasticité cérébrale et que cela aide ce que vous apprenez à être consolidé plus efficacement”, explique Roig.

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Pour démontrer cela, ils ont d’abord demandé à deux groupes de jeunes adultes d’apprendre ce qui était essentiellement un jeu vidéo musclé. Les participants ont manipulé un joystick capable de mesurer la force de leur prise et ils ont dû déplacer un curseur sur un écran d’ordinateur pour le placer dans des cibles spécifiques. Immédiatement après la tâche, un groupe a exercé dur pendant quinze minutes sur un vélo stationnaire. L’autre groupe n’a pas exercé. Ils se sont simplement assis sur le vélo sans pédaler.

Pour étudier l’activité cérébrale, les chercheurs ont ajouté une tâche motrice simple, similaire aux mouvements musculaires requis par le jeu. Après avoir fait de l’exercice ou non, les volontaires devaient simplement saisir une manette et appliquer une certaine force. Pendant ce temps, les chercheurs ont mesuré l’activité électrique dans leur cerveau au cours des deux heures suivantes. “Les deux heures qui suivent sont cruciales pour la consolidation d’une mémoire”, déclare M. Roig. “En ce moment, votre cerveau décidera s’il veut conserver cette information ou non.”

Enfin, ils ont demandé à tout le monde de revenir 8 heures et 24 heures plus tard pour jouer à nouveau au jeu. “C’est juste pour mesurer la mémoire”, dit Roig. L’exercice entier est similaire à la demande de mémoriser un paragraphe et ensuite d’essayer de répéter le paragraphe huit et 24 heures plus tard pour voir combien de mots vous vous souvenez. “C’est exactement la même chose, mais dans ce cas, il s’agit d’une tâche motrice, ce n’est pas un paragraphe”, explique Roig.

“Ce que nous avons découvert, c’est que l’activité cérébrale était beaucoup plus faible et que la connectivité entre les différentes zones du cerveau était beaucoup plus importante [dans le groupe d’exercices]”, explique Roig. Plus précisément, ils ont constaté une augmentation de la connectivité à la fois à l’intérieur et entre les hémisphères du cerveau, et ils étaient particulièrement fréquents dans les zones sensorielles motrices chargées de l’exécution et de la planification des mouvements. De plus, “cette activité plus faible et cette connectivité plus élevée étaient en corrélation avec la manière dont ils se souvenaient de la tâche motrice”.

Roig et son collègue soupçonnent que cela signifie que l’exercice rationalise le travail que le cerveau doit faire pour se souvenir de quelque chose. “Ce que l’exercice semble faire, c’est réduire les exigences du cerveau, de sorte que les souvenirs peuvent être consolidés de manière plus efficace car il existe une meilleure connectivité entre les différentes parties du cerveau.”

Le fait de faire de l’exercice immédiatement avant l’apprentissage moteur peut aussi, au passage, fonctionner. Mais de cette façon, l’exercice doit être plus modéré ou il y a un risque de fatiguer tellement les gens qu’ils ne peuvent pas participer à l’apprentissage. Lorsque Roig a séparé l’apprentissage moteur et l’exercice de deux heures ou plus, les effets bénéfiques sur la rétention disparaissent.

L’importance possible du sommeil apparaît dans la dernière phase de l’étude. Lorsque les participants reviennent et jouent au jeu huit heures plus tard, le groupe d’exercices ne semble pas être meilleur que le groupe témoin. En fait, personne n’est très bon. C’est une constatation qui a également été mise en évidence dans les précédentes études de Roig. Mais le lendemain, 24 heures après le début de l’apprentissage, le groupe qui a fait l’exercice montre beaucoup plus de mémoire que le groupe témoin. “Mon hypothèse est qu’il y a une interaction entre l’exercice et le sommeil”, dit Roig. “Nous savons que le sommeil est pertinent pour la consolidation de la mémoire et nous savons que l’exercice peut améliorer la consolidation mentale, mais ce que nous voyons dans mes études est que si vous ne dormez pas, vous ne tirez pas parti des effets de l’exercice.”

Ce que Roig appelle “le triangle” de l’exercice, du sommeil et de la mémoire est relativement inexploré. Mais pas pour longtemps. Il vient de commencer une nouvelle série d’études qui comprendront le suivi des participants pendant leur sommeil. “Je pense que peut-être l’exercice modifie l’architecture du cerveau pour améliorer la mémoire, mais à moins de dormir, vous ne voyez pas cette amélioration.”

Il ne sera pas en mesure de dire avec certitude jusqu’à ce que ces prochaines études soient terminées, mais la prochaine fois que vous voudrez apprendre une nouvelle compétence, pourquoi ne pas faire de l’exercice par la suite et une bonne nuit de sommeil? Cela ne pouvait pas faire de mal.

Copyright: Lydia Denworth 2018.

Les références

Dal Maso, Fabien et al. “L’exercice cardiovasculaire aigu favorise les changements fonctionnels dans les réseaux cortico-moteurs au cours des premiers stades de la consolidation de la mémoire motrice.” NeuroImage 174 (2018): 380-392.