Étude: une meilleure endurance grâce à la stimulation cérébrale

Des chercheurs de l'université de Kent ont démontré avec succès qu'il est possible d'améliorer l'endurance grâce à la stimulation cérébrale.

Stimulation cérébrale et endurance

Le Dr Lex Mauger et ses collègues de la Kent's School of Sport and Exercise Sciences (SSES) voulaient découvrir dans quelle mesure la condition physique, ou l'endurance, dépend autant de l'esprit que du corps.

Ils l'ont fait en réalisant, auprès d'un groupe de 12 participants actifs, un test dans lequel il fallait pédaler jusqu'au failure, autrement dit jusqu'à ne plus pouvoir continuer [1]. Dans cette étude contrôlée par placebo, le cerveau était stimulé au moyen d'une légère impulsion électrique appliquée sur le cuir chevelu, appelée transcranial direct current stimulation ou tDCS. Cela augmentait l'activité dans une zone du cerveau associée aux contractions musculaires. La perception de l'effort était ainsi réduite et la durée pendant laquelle les participants pouvaient pédaler était prolongée.

Selon l'équipe, cela viendrait du fait que l'exercice semblait plus facile après la stimulation. La tDCS avait déjà été utilisée pour améliorer les performances dans les sports d'endurance, mais son fonctionnement précis restait encore peu clair. Selon les chercheurs, cette étude a permis de mieux comprendre ces mécanismes.

Exciter ou calmer

Avec la tDCS, deux électrodes ou plus sont placées sur le cuir chevelu, puis fournissent au cerveau un courant faible et constant. L'effet sur le cerveau dépend de la polarité. Comme pour une batterie, qui possède un pôle positif et un pôle négatif et sur laquelle il faut brancher le bon côté d'un câble de démarrage. De la même manière, dans l'électrostimulation du cerveau, l'emplacement de chaque électrode compte. Le côté où les électrons entrent, la cathode, a un effet calmant, tandis que le côté où les électrons sortent, l'anode, provoque justement un effet excitant.

En outre, l'emplacement sur la tête où les électrodes sont posées influence fortement l'effet, notamment la profondeur de la stimulation. Le cortex moteur du cerveau est responsable du mouvement. Lui aussi peut être stimulé en plaçant l'anode au-dessus du cortex moteur primaire (M1), ou au contraire calmé avec la cathode.

Les études sur l'effet de l'électrostimulation sur l'endurance ont donné des résultats variés. Les chercheurs de l'université pensent que cela s'explique par des différences de placement des électrodes. Dans une étude, par exemple, aucun effet n'a été découvert [2]. Dans ce cas, l'anode était placée au-dessus de M1, tandis que la cathode était placée au-dessus du cortex préfrontal dorsolatéral droit. Selon les chercheurs de Kent, il est possible que la cathode ait réduit, voire annulé, l'effet de l'anode sur le cortex moteur primaire.

Il n'est donc pas recommandé, pour préparer le Dam tot Dam, de sortir votre vieux abtronic du grenier et de le placer sur votre tête. De nombreuses recherches seront encore nécessaires sur le placement optimal et l'orientation des électrodes avant que ces connaissances aient une utilité pratique.

On peut aussi se demander dans quelle mesure les sportifs d'endurance professionnels en profiteront. Selon les chercheurs de Kent, l'effet vient surtout du fait que le vélo semble relativement moins exigeant après l'électrostimulation. C'est donc surtout un effet mental.

En effet, selon ce modèle, basé sur la théorie de l'intensité motivationnelle, l'échec de la tâche survient parce que les personnes arrêtent volontairement l'exercice lorsque leur perception de l'effort coïncide avec l'effort maximal qu'elles sont prêtes à fournir pour réussir la tâche, c'est-à-dire leur motivation potentielle.

La différence entre épuisement physique et épuisement mental est souvent particulièrement grande chez les personnes qui n'ont pas l'habitude de se pousser physiquement. Pour certaines, l'idée de transpirer et de continuer quand on est fatigué est presque difficile à imaginer. C'était le cas d'une ancienne collègue à moi, qui trouvait en fait ce concept ridicule. Je peux imaginer qu'elle aurait pu pédaler un peu plus longtemps si, mentalement, cela semblait coûter moins d'effort.

Pour l'étude, les chercheurs ont sélectionné des personnes actives en loisir qui faisaient au moins trois heures d'entraînement cardiovasculaire par semaine. Elles étaient donc habituées à ne pas abandonner aux premiers signes de fatigue. Mais cela ne signifie pas nécessairement qu'elles avaient l'habitude d'aller jusqu'au bout, comme des sportifs d'endurance en compétition. Je me demande donc quelle serait l'ampleur d'un tel effet dans ce type de groupe.

Référence

L. Angius, A.R. Mauger, J. Hopker, A. Pascual-Leone, E. Santarnecchi, S.M. Marcora. Bilateral extracephalic transcranial direct current stimulation improves endurance performance in healthy individuals. Brain Stimulation, 2017; DOI: 10.1016/j.brs.2017.09.017

Angius, L., Hopker, J.G., Marcora, S.M., and Mauger, A.R. The effect of transcranial direct current stimulation of the motor cortex on exercise-induced pain. Eur J Appl Physiol. 2015; 115: 2311–2319