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image description Entraînement cardiovasculaire, plasticité corticale et vieillissement
Parmi les différentes approches proposées pour maintenir ou améliorer les performances cognitives des personnes âgées, l’entraînement cardiovasculaire semble particulièrement prometteur. Plusieurs études ont déjà montré l’effet positif de l’entraînement physique cardiovasculaire sur la fonction cognitive. Les mécanismes neuronaux qui sous-tendent ces améliorations intellectuelles ont été peu étudiés chez l’homme. En revanche, les données chez l’animal montrent que l’exercice physique augmente la densité des capillaires corticaux, le nombre de connexions synaptiques et le développement de nouveaux neurones, rendant ainsi le cerveau plus efficace, plastique et adaptable.

Les résultats expérimentaux, et plus récemment chez l’homme, suggèrent que l’entraînement physique devrait influencer positivement le fonctionnement cortical des personnes âgées. Pour aborder cette question, la version modifiée du paradigme d’Ericksen a été choisie. Pour donner une réponse correcte dans les essais incongruents, les participants devaient inhiber ou filtrer l’information fournie par des indications visuelles trompeuses. Dans des tâches similaires, la neuro-imagerie a identifié plusieurs régions des cortex frontal et pariétal (gyrus frontal médian, gyrus frontal supérieur, lobules pariétaux supérieurs et inférieurs) impliquées dans la sélection attentive et la résolution de réponses engendrées par des signaux contradictoires. Lorsque l’ensemble de ces circuits est invoqué avec succès, l’information fournie par les signaux périphériques est réduite entraînant une diminution du conflit et une facilitation de la réponse correcte. Cela se traduit dans le comportement par une réduction relative du temps de réaction face à des stimulus incongruents. De plus, on considère souvent que le cortex cingulé antérieur, connu pour être impliqué dans la gestion des réponses conflictuelles, reflète le besoin d’adaptation dans les processus de contrôle. Ainsi, de la stimulation de ce réseau en présence de signaux de réponses contradictoires devrait résulter une diminution relative du temps de réaction lors d’essais incongruents de même qu’une réduction de l’activité dans le cortex cingulé antérieur.

Pour tester les effets de l’entraînement physique sur ces paramètres, deux études ont été réalisées. La première regroupait 41 personnes âgées en très bonne santé, sans handicap psychiatrique. Les participants, sous enregistrement en IRM, ont réalisé un test cognitif impliquant une attention visuelle, et le temps de réaction au cours des différents essais (congruents et incongruents) a été mesuré. La seconde étude regroupait 29 personnes âgées de 58 à 77 ans, en très bonne santé également, réparties de façon aléatoire en deux groupes : entraînement cardiovasculaire (premier groupe) ou étirement et tonus (groupe contrôle). Tous les participants ont réalisé le même test cognitif sous IRM au début du protocole puis à nouveau après un entraînement physique de six mois à raison de trois séances par semaine d’exercices d’intensité croissante. Cet entraînement visait soit à améliorer la forme cardio-respiratoire avec des séances de marche (premier groupe) soit consistait en des séances d’assouplissements et d’étirements pour le groupe contrôle.

La première étude a montré que les personnes âgées en grande forme, comparativement à ceux en moins bonne forme, sont plus efficaces dans le traitement des signaux contradictoires (diminution de l’interférence). Pour ces participants, l’IRM montre une activation significativement plus importante dans plusieurs régions corticales associées au contrôle effectif de l’attention (gyrus frontal médian droit, gyrus frontal supérieur, lobules pariétaux supérieurs), ainsi qu’un niveau d’activité significativement réduit dans le cortex cingulé antérieur. Dans la deuxième étude, les participants montraient, après un entraînement cardiovasculaire de 6 mois, une réduction plus importante dans le conflit comportemental (diminution de l’interférence) comparativement à ceux du groupe contrôle. Ils présentaient en IRM une activation significativement plus importante des aires du contrôle de l’attention et également une activité réduite dans le cortex cingulé antérieur.

En accord avec les données de la littérature relatives à l’activité physique, la cognition et le vieillissement, cette étude montre qu’une augmentation de l’entraînement cardiovasculaire est associée à de meilleures performances lors d’un test de fonctionnement exécutif chez les personnes âgées. De plus, cet entraînement est associé à une augmentation d’activité dans les régions du cortex nécessaires à l’accomplissement réussi de tâches complexes. Il reste encore à établir précisément chez l’homme les mécanismes cellulaires responsables de ces effets bénéfiques.
Performances cognitives en fonction du niveau d’entraînement physique des personnes âgées (une diminution de l’interférence reflète une amélioration de ces performances)
Etude 1 Grande forme Forme moyenne
Interférence 18% 26%
Etude 2 Entraînement cardiovasculaire Contrôle
Diminution de l’interférence entre les 2 tests cognitifs (avant/après entraînement) 11% 2%
Publié en Mai 2004
Auteur : G. Hamon - Successful Aging, Boulogne-Billancourt
Références : Colcombe SJ, Kramer AF, Erickson KI, Scalf P, McAuley E, Cohen NJ, Webb A, Jerome GJ, Marquez DX, Elavsky S. Cardiovascular fitness, cortical plasticity, and aging. Proc Natl Acad Sci. 2004; 101: 3316-21.