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Breaking Away (1979) est un film acclamé par la critique et récompensé par un Oscar, dont l’action se déroule sur le campus pittoresque de l’université de l’Indiana à Bloomington. Les quatre adolescents de l’histoire sont des « cutters », ainsi nommés parce que leurs pères, qui n’ont jamais eu l’occasion de faire des études supérieures bien qu’ils vivent à Bloomington, ont été tailleurs de pierre pour certains des majestueux bâtiments de l’université. Après avoir obtenu leur diplôme de fin d’études secondaires, ces garçons semblent dépourvus d’orientation ou d’ambition et n’ont que très peu de possibilités d’avancement. Ils passent de nombreuses journées à bronzer et à plonger dans l’ancienne carrière de pierres. Ce n’est que lorsqu’ils envisagent une course cycliste hautement compétitive contre la communauté d’étudiants universitaires, perçue comme supérieure, qu’ils se motivent. Notre protagoniste Dave est non seulement le plus déterminé, mais aussi le plus intelligent de ses amis. Et plus il excelle dans ses prouesses physiques, plus il peut se permettre d’aspirer à de plus grands défis cognitifs et à l’enseignement supérieur. En fin de compte, il est le seul de son groupe à s’inscrire à la prestigieuse université d’Indiana.
L’activité physique dans Breaking Away est de la plus haute intensité, et la compétition de course cycliste telle qu’elle est décrite est particulièrement éreintante. Cependant, une activité physique d’une telle intensité n’est pas nécessaire pour améliorer la réflexion et créer un sentiment de bien-être. Par exemple, le philosophe danois du XIXe siècle Søren Kierkegaard a écrit dans une lettre à sa nièce : « Surtout, ne perdez pas votre désir de marcher ; chaque jour, je marche vers un état de bien-être et je m’éloigne de toute maladie. J’ai marché jusqu’à mes meilleures pensées… La santé et le salut ne peuvent être trouvés que dans le mouvement ». (Minshull, Beneath My Feet : Writers on Walking, 2018.)
Les médecins connaissent l’importance de l’activité physique, y compris la marche, pour la santé, au moins depuis l’époque d’Hippocrate et de son traité Regimen(Livre II, Précope, 1952). (Livre II, Précope, 1952) En général, l’activité physique est définie par l’Organisation mondiale de la santé « comme tout mouvement corporel, produit par les muscles squelettiques, qui nécessite une dépense d’énergie ; l’exercice est une activité physique planifiée, structurée et répétitive dans le but de conditionner des parties du corps. » (Frederiksen et al, Journal of Alzheimer’s Disease, 2018)
Les cliniciens et les chercheurs s’intéressent de plus en plus à l’étude des effets des stratégies non pharmacologiques, telles que l’activité physique, sur la cognition, car la population vieillit et les médicaments n’ont généralement pas réussi à prévenir l’apparition et la progression des maladies neurodégénératives chez les personnes âgées. Plus de 200 maladies peuvent être à l’origine de la démence, terme général désignant ces maladies qui altèrent la mémoire et le jugement et, en fin de compte, la capacité à fonctionner de manière autonome dans les activités de la vie quotidienne. (Pedersen et Saltin, Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 2015) La maladie d’Alzheimer est la plus courante et représente 60 à 80 % des cas de démence. (Guure et al, BioMed Research International, 2017 ; Cass, Current Sports Medicine Reports, 2017) Si la vieillesse est le principal facteur de risque de démence, celle-ci n’est pas nécessairement une conséquence naturelle du vieillissement. Statistiquement, environ 3 % des personnes âgées de 65 à 74 ans développent une démence, mais près de la moitié de la population en souffrira sous une forme ou une autre après 85 ans (Pedersen et Saltin, 2015). D’ici 2025, les États-Unis devraient compter environ 7,1 millions de personnes atteintes de démence. (Guure et al, 2017) Il existe des facteurs de risque modifiables (par exemple les maladies cardiovasculaires, l’obésité, le tabagisme, le diabète, la dépression, l’engagement social, l’activité physique) et non modifiables (par exemple les antécédents familiaux, l’âge, les mutations génétiques telles que l’APOE-4) pour le développement de la démence. (Guure et al, 2017)
La déficience cognitive légère (DCL) est un syndrome qui se caractérise par un déclin des fonctions cognitives plus important que prévu en fonction de l’âge et de l’éducation, mais qui n’interfère pas avec les activités de la vie quotidienne. Environ la moitié des personnes atteintes de DCL évolueront vers la maladie d’Alzheimer dans les cinq ans qui suivent (Cass, 2017). (Cass, 2017) En règle générale, les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer développent des enchevêtrements neurofibrillaires et des plaques de bêta-amyloïde, ainsi qu’une perte progressive de neurones dans l’hippocampe, une zone cruciale pour la mémoire, entre autres changements pathologiques. (Cass, 2017 ; Bernardo et al, Brain Pathology, 2016) On suppose que ces changements, au moins dans certaines formes d’Alzheimer (sporadique et tardive), sont liés à un dérèglement des mitochondries, la centrale énergétique de la cellule ; comme le cerveau utilise environ 20 % de l’oxygène de l’organisme, il dépend fortement de la production d’énergie par les mitochondries. Ce dérèglement précoce et l’accumulation de bêta-amyloïde et d’autres substances entraînent une perturbation du transport axonal, un épuisement de l’ATP et une « famine » de la synapse. (Bernardo et al, 2016) Comme certaines études font état d’une diminution du métabolisme du glucose et d’une augmentation des niveaux de stress oxydatif dans le cerveau des personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer, certains chercheurs ont émis l’hypothèse que la maladie d’Alzheimer est une forme de diabète, c’est-à-dire un diabète de type 3. (Trigiani et Hamel, Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 2017) Bien que les symptômes puissent varier, ils comprennent souvent un déclin cognitif progressif, de la confusion, de la désorientation, de l’apathie, de l’agitation, de l’anxiété et de la dépression. (Bernardo et al, 2016)
L’évaluation des effets de l’exercice sur le fonctionnement cognitif est toutefois complexe, en particulier lors de la réalisation de méta-analyses ou de revues systématiques dans lesquelles les études ont des techniques d’échantillonnage, des durées d’observation, des méthodes, des définitions de l’exercice (par exemple, type, quantité, intensité), des rapports sur la conformité et la taille de l’échantillon différents. (Ross et al, British Journal of Sports Medicine, 2019) Il y a aussi l’implication qu’une mesure ponctuelle de l’activité physique reflète un modèle de comportement stable. (Cheng, Current Psychiatry Reports, 2016) De nombreuses études souffrent d’une mauvaise qualité méthodologique (Frederiksen et al, 2018) et s’appuient même sur des questionnaires d’auto-évaluation inexacts pour évaluer l’activité physique. (Guure et al, 2017) En outre, certains chercheurs ont constaté un parti pris ou un « angle mort » à l’encontre des preuves soutenant l’exercice comme une alternative viable aux médicaments : « l’évolution du paysage semble favoriser de plus en plus les interventions médicamenteuses au détriment des stratégies visant à modifier le mode de vie ». (Naci et Ioannidis, British Journal of Sports Medicine, 2015)
La plupart des études, tant humaines qu’animales, soutiennent fermement que l’exercice a un effet « neuro-protecteur » sur la cognition, et certains chercheurs considèrent même l’exercice comme une « médecine vasculaire. » (Green et Smith, Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 2018) De nombreuses questions subsistent, notamment la dose optimale et le type d’exercice (par exemple, aérobie, anaérobie ou combinaison) pour un bénéfice maximal. (Alkhadi, Molecular Neurobiology, 2018) Et il existe peu d’études qui « permettent des conclusions fermes » sur l’effet de l’exercice sur les personnes qui ont déjà reçu le diagnostic de démence. (Pedersen et Saltin, 2015)
Plus de 80 % de la matière grise du cerveau ont montré des « modifications significatives » liées à l’exercice. (Batouli et Saba, Behavioral Brain Research, 2017) Mais c’est une augmentation de la condition physique cardiorespiratoire réelle qui pourrait être « cruciale ». (Barnes et Corkery, Brain Plasticity, 2018) Théoriquement, l’exercice peut prévenir la démence par son effet sur l’augmentation du volume de l’hippocampe, probablement médié par un facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF). (Les personnes atteintes de démence ont de faibles niveaux de BDNF) Le BDNF semble être le médiateur clé de la cognition, car il est fortement exprimé dans l’hippocampe et le cortex. (Kennedy et al,Journal of Alzheimer’s Disease, 2017) L’activité physique/exercice augmente non seulement le volume sanguin et améliore le flux sanguin vers le cerveau, mais aussi la fonction respiratoire. Elle peut également affecter les structures cérébrales par la croissance de nouveaux neurones, mais l’évaluation de la neurogenèse chez l’homme est « assez difficile » (Cass, 2017) et il n’est pas clair comment la formation de nouveaux neurones (neurogenèse) peut être bénéfique (bien que ceux-ci puissent s’intégrer dans les circuits existants.) L’activité physique/exercice affecte « l’architecture synaptique » du cerveau en augmentant les épines dendritiques, la densité et la longueur. (Alkhadi, 2018) En général, elle stimule les facteurs de croissance tels que le BDNF et le facteur de croissance analogue à l’insuline, réduit le stress oxydatif et les réponses inflammatoires, et réduit l’exposition du cerveau aux substances neurotoxiques telles que la bêta-amyloïde et l’excès de glucose. (Cheng, Current Psychiatry Reports, 2016) Grâce à tous ces mécanismes, il peut améliorer l’attention, la vitesse de traitement et les fonctions exécutives. (Cass, 2017 ; Trigiani et Hamel, 2017)
Mais comment les muscles « communiquent-ils » avec le cerveau ? Ces dernières années, les chercheurs ont découvert, d’abord chez la souris puis chez l’homme, une myokine (c’est-à-dire une substance libérée par les muscles) appelée cathepsine B qui traverse la barrière hémato-encéphalique, augmente avec l’exercice et peut être impliquée dans la médiation de l’amélioration de la neurogenèse induite par l’exercice dans l’hippocampe. Les chercheurs soutiennent l’importance de l’exercice « tout au long de la vie » comme influence positive sur la neurogenèse, en particulier dans l’hippocampe. (Pedersen, Nature Reviews/ Endocrinology, 2019)
Il est cependant plus nécessaire de normaliser les mesures et de prendre en compte la variabilité quotidienne d’un sujet. (Ross et al, 2019) Et il existe apparemment une variabilité considérable entre les individus dans leurs réponses à l’exercice, mesurée par l’absorption maximale d’oxygène (VO2max ) ; la plupart des études sur l’exercice se concentrent sur les différences entre les groupes et ignorent l’aptitude cardiorespiratoire interindividuelle. L’exercice doit être adapté à l’individu. En outre, certaines personnes sont génétiquement plus sensibles aux effets de l’exercice que d’autres, tout comme certaines souris peuvent être élevées pour répondre fortement ou faiblement. (Ross et al, 2019)
En résumé: Plus de 80 % du cerveau, et en particulier l’hippocampe qui joue un rôle crucial dans la mémoire, semblent pouvoir être modifiés par l’activité physique ou l’exercice. L’exercice physique peut augmenter le volume de l’hippocampe, accroître la plasticité synaptique, augmenter le flux sanguin vers le cerveau, diminuer l’atrophie cérébrale liée à l’âge dans de nombreuses régions et augmenter la synthèse et la libération de neurotrophines et de facteurs de croissance. En d’autres termes, l’exercice physique offre une protection contre le déclin cognitif en induisant des changements neurochimiques et structurels dans le cerveau. Le volume, l’intensité, le type et la durée nécessaires pour obtenir ces effets sont encore inconnus. Et il se peut que ce ne soit pas seulement l’activité physique/l’exercice lui-même, mais aussi une amélioration de la condition cardiorespiratoire qui soit nécessaire. En outre, certaines personnes sont génétiquement plus sensibles aux effets de l’exercice. Mais comme les adolescents de Breaking Away, il n’est probablement jamais trop tôt pour commencer à augmenter l’activité physique, et il n’est peut-être jamais trop tard. Comme l’a dit Kierkegaard, « la santé et le salut ne peuvent être trouvés que dans le mouvement ».
