Alors que démarrent les championnats du monde d’athlétisme 2017, certains pourront être tentés de se remettre au sport, inspirés par ces athlètes talentueux. De nombreuses études ont montré les bénéfices de l’exercice physique sur la santé et notamment ceux de la course à pied. Ainsi, des recherches parues en 2016 ont décrit comment la course d’endurance favorisait le développement de cellules nerveuses chez l'adulte. Ces travaux semblent donner raison au vieil adage mens sana in corpore sano, c'est-à-dire « un esprit sain dans un corps sain ».
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Article de Marie-Céline Jacquier du 6 juillet 2016

L'exercice physique est connu pour stimuler la neurogenèse (la croissance de nouvelles cellules cérébrales) dans une partie du cerveaucerveau impliquée dans la formation de la mémoire et l'orientation spatiale : l'hippocampehippocampe. En réalité, l'exercice n'apporte pas de nouvelles connaissances, mais il prépare le cerveau aux apprentissages : l'exercice intense permettrait le développement de nouvelles cellules qui attendent d'être utilisées.

Deux études, l'une parue en février et l'autre en juin dans Cell Metabolism, décrivent plus précisément les mécanismes impliqués dans l'amélioration de la mémoire grâce à la course à pied. Dans la première étude, réalisée sur des rats, l'exercice augmentait la neurogenèse dans l'hippocampe, seulement si l'exercice était en aérobieaérobie et soutenu, ce qui est le cas de la course à pied. Des exercices HIT (High intensity interval training), qui alternent de courtes séquences d'exercices anaérobies intenses avec des périodes de repos, ont également été testés : ils avaient peu d'impact sur la cognitioncognition.

Les chercheurs ont aussi regardé les effets d'exercices de résistance (comme soulever des poids) et il n'y avait aucune réponse sur la neurogenèse dans l'hippocampe. Par rapport à des animaux sédentaires, le maximum de cellules dans l'hippocampe était donc obtenu chez les rats qui couraient.

Soulever des poids ne rendrait pas plus intelligent... © Syda Productions, Shutterstock

Soulever des poids ne rendrait pas plus intelligent... © Syda Productions, Shutterstock

Un atout pour les chasseurs-cueilleurs qui doivent retrouver leur chemin

Du point de vue moléculaire, l'exercice peut aider les apprentissages car il permet la production d'une protéineprotéine appelée BDNF (Brain-derived neurotrophic factor). Celle-ci favorise la croissance de nouveaux neuronesneurones. L'étude parue en juin a examiné la sécrétionsécrétion de la protéine CTSB (cathépsine B) pendant la course. Cette protéine assiste l'expression de BDNF et a des effets bénéfiques sur la cognition, en stimulant la croissance des cellules cérébrales adultes dans l'hippocampe.

Chez des souris « knock-out » pour CTSB (c'est-à-dire chez qui la protéine CTSB a été inactivée), la course n'améliorait pas la mémoire spatiale ni la neurogenèse adulte dans l'hippocampe. Or, chez le singe rhésus et chez l'Homme, des exercices sur des tapis d'entraînement permettent d'augmenter la quantité de CTSB dans le sang et, chez l'Homme, les niveaux plasmatiques de CTSB sont liés à la mémoire. Tout ceci concourt à penser que, en courant, l'Homme augmente ses niveaux de CTSB, ce qui favorise la croissance de cellules dans l'hippocampe et donc la mémoire.

Mais quel peut être l'intérêt pour l'organisme de gagner des fonctions cognitives et plus de mémoire spatiale en courant ? Pour Vybarr Cregan-Reed, de l'université du Kent et auteur d'un article sur ce sujet dans The Conversation, ce serait une conséquence de la sélection naturellesélection naturelle : il faut remonter à la préhistoire, à nos ancêtres chasseurs-cueilleurschasseurs-cueilleurs, pour comprendre ce lien entre la course et la cognition.

En effet, dans un type de chasse particulier, la chasse à l'épuisement (« persistance hunting »), les chasseurs-cueilleurs devaient courir de longues distances en poursuivant leurs proies. Sur ce long chemin épuisant, ils devaient être capables de se repérer. Aussi, la croissance de nouvelles cellules dans l'hippocampe et la stimulationstimulation de la mémoire spatiale devaient faciliter l'enregistrement de nouvelles informations, malgré la fatigue de l'organisme.