15 minutes d’exercice favorisent l’acquisition d’habiletés motrices

Si vous voulez apprendre à marcher sur un fil de fer, prévoyez un petit jogging après chaque séance d’apprentissage. Pourquoi? Parce qu’une récente étude publiée dans la revue NeuroImage révèle que la pratique d’exercices physiques immédiatement après une séance d’apprentissage d’une habileté motrice améliore la rétention de cette dernière à long terme. Il s’agit de la première étude à démontrer qu’une seule séance d’exercice cardiovasculaire de 15 minutes accroît la connectivité et l’efficience cérébrales. Cette découverte pourrait, en principe, accélérer la récupération des habiletés motrices chez les victimes d’AVC ou chez les personnes ayant des problèmes de mobilité après un accident.

Lors de travaux précédents, Marc Roig, auteur en chef de l’étude, avait démontré que l’exercice aide à consolider la mémoire musculaire ou motrice. Dans le cadre de la présente étude, il s’est employé, en compagnie de chercheurs de l’Université McGill, à découvrir pourquoi l’activité physique exerce un tel effet. Que se passe-t-il exactement dans le cerveau lors d’interactions entre l’esprit et les muscles? Qu’est-ce qui permet au corps de garder en mémoire les habiletés motrices?

Un jeu vidéo plutôt musclé

Pour le savoir, les chercheurs ont demandé aux participants d’effectuer deux tâches. La première, appelée « test du pincement », s’apparente quelque peu à un jeu vidéo faisant appel à la force musculaire. Elle consiste à saisir un objet semblable à une manette de jeu vidéo (appelé « dynamomètre ») et à appliquer divers degrés de force pour déplacer un curseur vers le haut ou le bas afin de relier des rectangles rouges le plus rapidement possible sur un écran d’ordinateur. Les chercheurs ont choisi cette tâche, car elle fait intervenir l’apprentissage moteur puisque les sujets doivent moduler la force avec laquelle ils manipulent le dynamomètre pour déplacer le curseur sur l’écran. Cette tâche était suivie d’une période d’exercice ou de repos de 15 minutes.

On a ensuite demandé aux participants d’effectuer une version abrégée de cette tâche, appelée « test de préhension », à intervalles de 30, de 60 et de 90 minutes, après la période d’exercice ou de repos, pendant que les chercheurs évaluaient l’intensité de leur activité cérébrale. Pour effectuer cette tâche, les participants devaient simplement saisir le dynamomètre de façon répétée pendant quelques secondes en appliquant le degré de force qu’ils avaient utilisé pour atteindre certains rectangles cibles lors de la tâche précédente. Enfin, au cours de la dernière phase de l’étude, les participants des deux groupes devaient répéter le « test du pincement » huit, puis 24 heures après l’avoir effectué pour la première fois afin de permettre aux chercheurs de mesurer et de comparer l’activité et la connectivité cérébrales une fois les souvenirs moteurs consolidés.

Une activité cérébrale plus efficiente

Les chercheurs ont découvert que les participants qui avaient fait de l’exercice étaient systématiquement capables de répéter le « test du pincement » – pendant lequel différentes régions du cerveau communiquent entre elles – plus efficacement et moyennant une activité cérébrale moindre que les participants qui n’avaient pas fait d’exercice. Fait plus important encore, l’activité cérébrale moins intense chez les participants ayant fait de l’exercice était en corrélation avec une meilleure rétention de l’habileté motrice 24 heures après la séance d’apprentissage. Ces résultats donnent à penser que la pratique d’une activité physique intense, même si elle est de courte durée, peut induire un état cérébral optimal pendant la phase de consolidation des souvenirs moteurs favorisant la rétention des habiletés motrices.

Un examen attentif a permis aux chercheurs de découvrir que l’activité cérébrale des participants était moins intense après l’exercice physique, vraisemblablement parce que les connexions neuronales entre les hémisphères cérébraux et au sein de ces derniers avaient gagné en efficience.

« Comme les neurones étaient beaucoup moins activés dans le cerveau des sujets qui avaient pratiqué une activité physique, les ressources neuronales pouvaient alors être mises à profit pour l’exécution d’autres tâches », explique Fabien Dal Maso, le premier auteur de l’étude. Dr. Marie-Helene Boudrias , une des co-auteures principale rajoute, « L’exercice physique peut contribuer à libérer une partie de votre cerveau pour vous permettre de faire autre chose. »

L’importance du sommeil

Les chercheurs ont été particulièrement intrigués de constater le peu de différence entre les groupes lors du test de rétention réalisé huit heures après la séance d’apprentissage de l’habileté motrice. En fait, après huit heures, les participants des deux groupes étaient moins susceptibles de retenir les habiletés nouvellement acquises qu’ils ne l’étaient après 24 heures, alors que les différences entre les groupes étaient de nouveau apparentes.

« Ces résultats nous portent à croire que le sommeil peut interagir avec l’exercice pour optimiser la consolidation des souvenirs moteurs. C’est ce que nos prochains travaux tenteront de démontrer », affirme Marc Roig, un des co-auteurs principale. « C’est passionnant de travailler dans ce domaine en ce moment, car nous avons encore beaucoup à apprendre, et la recherche permet d’ouvrir la voie à des interventions médicales qui peuvent littéralement changer la vie des gens. »

Pour en savoir davantage, consultez l’article « Acute cardiovascular exercise promotes functional changes in cortico-motor networks during the early stages of motor memory consolidation », par Fabien Dal Maso et coll., publié dans la revue NeuroImage, à l’adresse suivante : https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018.03.029.

Cette étude a été financée par le Centre de recherche interdisciplinaire en réadaptation du Montréal métropolitain, la Fondation canadienne pour l’innovation et le Réseau de bio-imagerie du Québec.