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

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

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Des chercheurs japonais ont identifié un moyen nouveau et relativement simple de déterminer si le lien entre une meilleure aptitude 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 Médecine et science dans le sport et l’exercice.

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

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

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

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

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Source: DenisNata / Shutterstock

«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 le sEBR comme mesure non invasive de la fonction du système dopaminergique pour tester s’il pouvait être le chaînon manquant entre la capacité aérobie et la fonction cognitive.”

Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont demandé à une cohorte de 35 jeunes hommes en bonne santé (18-24 ans) de subir une évaluation de leur aptitude aérobie en conjonction avec des évaluations sEBR; ils ont également effectué une tâche Stroop pour mesurer les fonctions exécutives. Au cours de la tâche Stroop couleur-mot, l’activité corticale dans le cortex préfrontal (DLPFC) a été surveillée en utilisant la spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge (fNIRS). Entre autres résultats, les analyses de corrélation ont montré que «un sEBR plus élevé était corrélé à une efficacité neuronale plus élevée du l-DLPFC».

“Comme prévu, nous avons trouvé des corrélations significatives entre la capacité aérobie, la fonction cognitive et le sEBR”, a noté Soya. «Lorsque nous avons examiné ces relations plus en détail, nous avons constaté que le lien entre une meilleure aptitude aérobie et une fonction cognitive améliorée était en partie médié par la régulation dopaminergique.

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“Bien que des études antérieures aient indiqué que la capacité aérobie et la fonction cognitive sont corrélées, c’est la première à fournir une base neuromodulatrice pour cette connexion chez l’homme”, a ajouté Kuwamizu. “Nos données indiquent que la dopamine a un rôle essentiel dans la liaison de la capacité aérobie et de la cognition.”

«Ces résultats indiquent que le sEBR médie l’association entre la capacité aérobie et la fonction exécutive grâce à l’efficacité neuronale préfrontale, ce qui soutient clairement l’hypothèse selon laquelle la fonction dopaminergique cérébrale fonctionne pour relier, au moins en partie, le lien manquant entre la capacité aérobie et la fonction exécutive». concluent les auteurs.