Comment l’efficacité cérébrale, la dopamine et la forme physique sont liées

Molécule de dopamine et diagramme en 3D. Dopaminergique signifie « lié à la dopamine ».

Source : Andrea Danti/Shutterstock

Des chercheurs japonais ont identifié un nouveau moyen, relativement simple, de vérifier si le lien entre une meilleure condition physique aérobie et des fonctions exécutives plus efficaces est médié par l’activité du système dopaminergique du cerveau. Cette étude(Kuwamizu et al., 2021) a été récemment publiée dans la revue à comité de lecture Medicine & Science in Sports & Exercise.

Pour cette étude, une équipe de scientifiques de l’université de Tsukuba, dirigée par Ryuta Kuwamizu, premier auteur, et Hideaki Soya, auteur principal, a utilisé des mesures du taux de clignement spontané des yeux (sEBR) pour déterminer si des niveaux élevés de condition physique cardiorespiratoire, une augmentation du sEBR et une activité neuronale plus efficace dans le cortex préfrontal sont interconnectés.

Des preuves de plus en plus nombreuses suggèrent que le taux de clignement spontané des yeux est un marqueur non invasif de la fonction dopaminergique centrale ; un taux plus élevé prédit une fonction dopaminergique plus robuste(Jongkees & Colzato, 2016). Des recherches antérieures ont également montré que l’activité physique modérée à vigoureuse (MVPA) et l’entraînement par intervalles de haute intensité (HIIT) stimulent la libération de dopamine dans de nombreuses régions du cerveau.

Bien que de multiples mécanismes neuronaux (par exemple, BDNF, neurogenèse, plasticité synaptique) et divers neurotransmetteurs (par exemple, endocannabinoïdes, sérotonine) influencent les bienfaits de l’activité physique sur le cerveau, il est bien établi que les séances d’entraînement MVPA et HIIT augmentent les niveaux de dopamine et que, en ce qui concerne la neuromodulation de l’exercice aérobie, le système dopaminergique est d’une importance primordiale(Heijnen et al., 2016).

Pour la récente étude de l’université de Tsukuba, l’objectif de Soya Lab était de déterminer si le REEB est un marqueur efficace pour suivre les changements induits par l’exercice dans l’efficacité neuronale, que des études antérieures relient au système dopaminergique du cerveau.

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« Le système dopaminergique est associé à la fois à la fonction exécutive et au comportement motivé, y compris l’activité physique », explique Kuwamizu dans un communiqué de presse du 1er février. « Nous avons utilisé la sEBR comme mesure non invasive de la fonction du système dopaminergique pour vérifier s’il pouvait être le chaînon manquant entre la condition physique aérobique et la fonction cognitive.

Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont demandé à une cohorte de 35 jeunes hommes en bonne santé (âgés de 18 à 24 ans) de se soumettre à une évaluation de la condition physique aérobique en conjonction avec des évaluations sEBR ; ils ont également effectué une tâche de Stroop pour mesurer les fonctions exécutives. Pendant la tâche de Stroop avec des mots de couleur, l’activité corticale dans le cortex préfrontal(DLPFC) a été surveillée à l’aide de la spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS). Entre autres résultats, les analyses de corrélation ont montré qu' »une sEBR plus élevée était corrélée à une plus grande efficacité neuronale du l-DLPFC ».

« Comme prévu, nous avons trouvé des corrélations significatives entre la forme aérobique, la fonction cognitive et le sEBR », note Soya. « Lorsque nous avons examiné ces relations plus en détail, nous avons constaté que le lien entre une meilleure condition aérobique et une fonction cognitive améliorée était médié en partie par la régulation dopaminergique.

« Bien que des études antérieures aient indiqué que la condition physique aérobie et la fonction cognitive sont corrélées, cette étude est la première à fournir une base neuromodulatoire pour cette connexion chez les humains », a ajouté Kuwamizu. « Nos données indiquent que la dopamine joue un rôle essentiel dans l’établissement d’un lien entre la condition physique aérobie et la cognition.

« Ces résultats indiquent que le sEBR agit comme médiateur de l’association entre la condition physique aérobie et la fonction exécutive par le biais de l’efficacité neuronale préfrontale, ce qui soutient clairement l’hypothèse selon laquelle la fonction dopaminergique cérébrale agit pour connecter, au moins en partie, le lien manquant entre la condition physique aérobie et la fonction exécutive », concluent les auteurs.