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Comment l'exercice affecte le cerveau: connaissances scientifiques pour l'entraînement

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Après ces nombreuses heures passées à courir, à ramer et à étirer notre corps dans des poses de yoga, ne serait-il pas agréable de savoir que nous exerçons également notre esprit en même temps? Il s'avère que non seulement l'exercice peut améliorer votre humeur, mais il peut également aider à améliorer votre mémoire et votre concentration.

Alors, qu’arrive-t-il exactement à notre cerveau pendant que nous travaillons? Nous avons demandé à Teemu Vornanen, professionnel de la médecine du sport et de l'exercice et entrepreneur de la santé du cerveau, de nous donner des informations scientifiques sur la façon dont l'exercice affecte le cerveau et ce que nous pouvons faire pour améliorer nos fonctions cognitives – à la fois maintenant et à l'avenir.

Qu'arrive-t-il au cerveau lorsque nous faisons de l'exercice?

Votre cerveau est comme du plastique, en ce sens que chaque stimulus / entrée peut modeler et remodeler (c'est-à-dire recâbler) votre cerveau tout au long de votre vie.

Nous savons tous que lorsque nous faisons de l'exercice, notre flux sanguin augmente et souvent nous commençons à nous sentir plus positifs. En plus de ces sensations corporelles, des études ont montré, de manière intéressante, que l'exercice affecte inconsciemment notre cerveau bien plus que cela.

Commençons par quelques-uns des domaines clés, pour vous donner une idée de la situation dans son ensemble. Premièrement, votre cerveau est comme du plastique, en ce sens que chaque stimulus / entrée peut modeler et remodeler (c'est-à-dire recâbler) votre cerveau tout au long de votre vie. Au niveau neurobiologique, ce recâblage provient de la neurogenèse (la création de nouveaux neurones / cellules nerveuses) et de la neuroplasticité (la croissance et l'amélioration des réseaux de neurones).

Alors, comment ces processus sont-ils affectés par l'exercice? Eh bien, les scientifiques s'intéressent principalement à quatre niveaux de changement différents qui se produisent dans le cerveau.

1) Changements moléculaires et cellulaires sont le mécanisme clé qui intervient dans un large éventail de facteurs neurotrophiques (de croissance). Ceux-ci inclus:

  • Facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF): une protéine qui favorise la croissance des neurones. C’est l’engrais naturel du cerveau, qui affecte votre apprentissage, votre mémoire et votre santé mentale.
  • Facteur de croissance analogue à l'insuline (IGF-1): une protéine qui travaille avec le BDNF dans les processus d'apprentissage. Il fonctionne également avec l'insuline pour apporter du glucose au cerveau.
  • Facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF): une protéine qui stimule la formation de vaisseaux sanguins. Il s'agit d'un processus appelé angiogenèse, qui est important car les nouvelles cellules ont besoin de nouveaux vaisseaux sanguins.

2) Neurotransmetteurs sont les messagers chimiques du corps. Sans ces molécules, aucun message ne serait transporté d'une cellule à une autre. Les principaux sont:

  • Sérotonine – c'est la molécule de l'humeur, qui améliore également votre cognition, votre récompense, votre apprentissage et votre mémoire.
  • Dopamine – c'est la molécule de motivation, qui nous encourage à répéter des expériences nourrissantes.
  • Norepinephrine – il s'agit de la molécule de réponse au stress, qui fonctionne avec l'adrénaline pour augmenter la fréquence cardiaque et empêcher le sang de pomper du cœur.

Lorsque nous faisons de l'exercice, ils sont tous libérés immédiatement, régulant notre humeur, affinant notre attention et améliorant notre apprentissage.

3) Changements fonctionnels et structurels du cerveau se produisent lorsque nous faisons de l'exercice, affectant la morphologie (forme et structure) et la connectivité de notre cerveau. Cela se produit principalement dans deux parties clés du cerveau:

  • Cortex préfrontal – situé dans le lobe frontal, cette zone du cerveau est utilisée pour prendre des décisions et des plans complexes ainsi que pour exprimer notre personnalité.
  • Hippocampe – situé dans le lobe temporal, cette zone du cerveau est l'endroit où nous stockons de nouveaux souvenirs.

L'exercice augmente le volume de matière grise dans ces deux zones du cerveau – leur taille augmente et leur connexion avec d'autres parties est renforcée. Ils nous aident chacun à gérer le stress et nos émotions, de sorte que mieux ils fonctionnent, plus nous pouvons gérer efficacement ces sentiments forts. L'exercice contribue également à fournir plus d'oxygène et de nutriments à ces zones et améliore l'élimination des déchets.

4) Changements socio-émotionnels ont lieu lorsque nous faisons de l'exercice, affectant notre stress et notre humeur du sommeil, etc., ainsi que nos fonctions cognitives, y compris la mémoire, l'attention et la prise de décision.

En plus d'affecter directement le cerveau, l'exercice réduit également les facteurs de risque périphériques de déclin cognitif, tels que l'hypertension et la résistance à l'insuline – des composants du syndrome métabolique qui convergent pour augmenter le risque de dysfonctionnement cérébral et de neurodégénérescence.

Ainsi, à partir de tous ces différents processus, vous pouvez déterminer comment l'exercice affecte le cerveau de différentes manières.

comment l'exercice affecte le cerveau

Existe-t-il des types d'exercices qui améliorent spécifiquement la fonctionnalité du cerveau? Pouvons-nous exercer notre cerveau?

Les formes d'exercice de style libre, telles que la danse hip hop ou le skateboard, pourraient être particulièrement bénéfiques pour le cerveau en raison de son engagement et de la façon dont il met votre cerveau au défi d'être créatif.

Certainement, vraiment, définitivement. L'exercice est essentiellement un médicament pour l'esprit, alors travailler votre corps le stimulera également.

Le meilleur type d'exercice pour votre cerveau est celui que vous aimez car le plaisir est le facteur le plus important. Même une marche de 30 minutes chaque jour est bonne pour votre cerveau.

L'exercice aérobie régulier (qui augmente votre fréquence cardiaque) est bon pour votre cerveau, car un niveau d'intensité accru provoque l'apparition de plus de facteurs de croissance et de substances neurochimiques. Cela aura un impact positif sur votre niveau de stress, votre apprentissage et votre mémoire.

Le HIIT est une excellente option pour exercer votre cerveau, car il est prouvé qu'il entraîne différents types d'avantages par rapport à l'exercice aérobie de faible intensité, comme une fonction endothéliale accrue (Petrick et al.2020).

L'entraînement en résistance pourrait également être très bénéfique, s'il est exécuté correctement, car des études (Herold et al.2019) ont montré qu'il vous laisse avec des changements fonctionnels significatifs du cerveau, en particulier dans le lobe frontal, qui s'accompagnent d'améliorations des fonctions exécutives.

Les formes d'exercice de style libre, telles que la danse hip hop ou le skateboard, pourraient être particulièrement bénéfiques pour le cerveau en raison de son engagement et de la façon dont il met votre cerveau au défi d'être créatif.

Toute forme de mouvement est bonne. Les mouvements à haute intensité sont meilleurs – que ce soit le cyclisme, la boxe ou même la danse salsa. Une combinaison d'exercices, qui comprend une forme de mouvement de haute intensité deux ou trois fois par semaine, vous donnera le meilleur résultat global. La variété est la clé – l'exercice qui vous fait transpirer est le meilleur, mais ce n'est pas forcément le cas tous les jours.

Existe-t-il des différences entre les effets à court terme et les effets à long terme de l'exercice sur le cerveau?

Même deux minutes d'exercice peuvent immédiatement améliorer votre attention et vos résultats d'apprentissage.

La plupart des avantages détaillés ci-dessus sont le résultat d'un exercice régulier à long terme – nécessitant des semaines ou des mois de pratique.

Cependant, un petit exercice aura également ses effets. Processus d'information, attention, mémoire de travail, résolution de problèmes, prise de décision – tout cela s'améliore pendant une période allant jusqu'à deux heures après l'exercice.

La créativité pourrait également augmenter immédiatement après l'exercice (Frith et al.2019), ce que des preuves anecdotiques (de grands esprits tels que Nietzsche et Einstein) soutiennent également. Se promener est une excellente façon de penser. Même deux minutes d'exercice peuvent immédiatement améliorer votre attention et vos résultats d'apprentissage (Blomstrand & Engvall 2020).

comment l'exercice affecte le cerveau

L'exercice vous rend-il plus intelligent? Améliorez votre mémoire ou votre concentration?

L'exercice ne vous rend probablement pas plus intelligent car il est génétique, mais il vous aide à préserver la fonction cognitive au fil du temps.

L'exercice ne vous rend probablement pas plus intelligent car il est génétique, mais il vous aide à préserver la fonction cognitive au fil du temps. Le déclin cognitif s'accélère rapidement avec l'âge et la meilleure façon de protéger la santé de notre cerveau est d'être physiquement actif. Comme mentionné ci-dessus, notre cerveau est plastique tout au long de notre vie, donc l'exercice fait du bien au cerveau, quel que soit votre âge.

L'exercice juste avant une tâche d'apprentissage a été montré pour vous aider à vous souvenir de ces informations plus tard. Alors que diriez-vous d'utiliser une pause d'exercice juste avant d'apprendre quelque chose de nouveau et de difficile? L’exercice est comme une «injection de concentration». Imaginez si vous pouviez obtenir les mêmes avantages d'une canette de soda? C'est quelque chose que nous pouvons tous utiliser dans nos vies.

L’exercice a-t-il des effets «négatifs» sur le cerveau et sa chimie?

Il est préférable de faire un entraînement de faible intensité juste avant, ainsi que juste après, une tâche d'apprentissage.

Trop c'est trop. Vous ne voulez pas soumettre votre corps à un stress chronique en en faisant trop. Il y a une limite supérieure où trop d'exercice cesse d'être utile.

Par exemple, si vous deviez faire un ultramarathon, votre taux de cortisol pourrait rester élevé, ce qui pourrait à son tour geler temporairement vos fonctions de mémoire.

Pour certains exercices intenses, il y aura différents effets sur le cerveau à différents moments après votre entraînement. Par exemple, immédiatement après avoir fait du HIIT, vous vous sentirez probablement assez épuisé, ce qui signifie que ce n'est peut-être pas si bon pour réfléchir. Il est préférable de faire un entraînement de faible intensité juste avant, ainsi que juste après, une tâche d'apprentissage. Cependant, une étude (van Dongen et al.2016) a démontré que si vous vous entraînez intensément, pas juste après, mais quatre heures après une session d'apprentissage, vos résultats d'apprentissage sont en fait améliorés.Cependant, d'autres études doivent être effectuées pour ces tampons de temps avec l'exercice et le cerveau.

Références

Petrick, H. L., King, T. J., Pignanelli, C., Vanderlinde, T. E., Cohen, J. N., Holloway, G. P., et Burr, J. F. (2020). L'entraînement d'endurance et de sprint améliorent la glycémie et le VO2peak, mais seuls les avantages fréquents de l'endurance sont la pression artérielle et la lipidémie. Médecine et science dans le sport et l'exercice

Herold, F., Törpel, A., Schega, L., et Müller, N. G. (2019). Les changements fonctionnels et / ou structurels du cerveau en réponse aux exercices de résistance et à l'entraînement en résistance conduisent à des améliorations cognitives – une revue systématique. Revue européenne du vieillissement et de l'activité physique, 16(1), 1-33.

Frith, E., Ryu, S., Kang, M. et Loprinzi, P. D. (2019). Revue systématique des associations proposées entre l'exercice physique et la pensée créative. Journal européen de psychologie, 15 (4), 858-877.

Blomstrand, P. et Engvall, J. (2021). Effets d'un seul exercice sur la mémoire et les fonctions d'apprentissage chez les jeunes adultes – Une revue systématique. Médecine du sport translationnelle, 4 (1), 115-127.

van Dongen, E. V., Kersten, I. H., Wagner, I. C., Morris, R. G., et Fernández, G. (2016). L'exercice physique effectué quatre heures après l'apprentissage améliore la rétention de la mémoire et augmente la similitude des schémas hippocampiques lors de la récupération. Current Biology, 26 (13), 1722-1727.

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