Courir renforce sa santé mentale. De récentes études démontrent que l’exercice physique aide à apprendre, à atténuer la dépression et à prévenir la démence sénile. Le lien étroit entre muscles et cerveau est un héritage de l’évolution de l’homme.
Jörg Bloch
Ursula Cezanne pédalait sur son vélo elliptique quand quelque chose s’est produit dans sa tête. «Cela a fait clic», raconte la Berlinoise, qui entame alors une nouvelle vie stupéfiante.
Elle a été mariée vingt-trois ans, elle a été enceinte d’une fille porteuse du syndrome de Down. Elle l’a gardée mais son mariage a pris fin. Elle a ensuite épousé un universitaire qui a pris soin de l’enfant, mais qui, dix ans plus tard, les a quittées pour une plus jeune femme. Ursula Cezanne a vécu avec sa fille d’une modeste rente. Puis, comme elle s’activait de moins en moins, sa pression s’est mise à augmenter. Il y a trois ans, elle apprit que l’Institut Max-Planck avait besoin de personnes âgées «qui bougent peu au quotidien et sont prêtes à participer à un entraînement de six mois». En échange de coups de pédales réguliers sur l’ergomètre, la rétribution était de plus de 1000 euros.
Dans son existence, tout a changé: non seulement ses muscles retrouvent du punch, mais son intellect reprend de sa vitalité. Tellement que la petite dame aux cheveux blancs joue même de petits rôles au théâtre. Ce soir-là, la Schaubühne am Lehniner Platz de Berlin donne Œdipe roi dans une mise en scène de Romeo Castellucci. L’action débute dans un couvent où le temps semble s’être arrêté. Ursula Cezanne incarne une carmélite en cape blanche. Elle marche pieds nus et chante en latin. Au tomber de rideau, prosternations, ovation et rappels. Ursula n’en croit pas ses yeux ni ses oreilles: la femme de 76 ans commence une nouvelle vie.
Matière grise stimulée
L’étude de l’Institut Max-Planck a englobé 52 personnes. Age moyen: 66 ans. Les cobayes ont été testés avant et après leur période d’entraînement (trois heures par semaine) sur leurs capacités cognitives. Résultat: ils pensent mieux et plus vite après qu’avant. «L’entraînement durable a rajeuni le cerveau», assure la psychologue du sport Sabine Schäfer, 39 ans. Pas encore publiée, l’étude démontre à quel point la musculature et les facultés cérébrales sont étroitement liées chez l’homme: en demandant plus à ses muscles, on stimule la matière grise.
Cette interdépendance des cellules musculaires et nerveuses remonte à 2 millions d’années et joue un rôle clé dans l’organisme: quand les muscles sont sollicités, ils fabriquent des molécules messagères qui migrent vers le cerveau et y soutiennent le travail des cellules grises. C’est une découverte qui place les scientifiques face à des questions fondamentales: le cerveau ne fonctionne-t-il de façon optimale que quand le corps est régulièrement dépoussiéré? A l’inverse, l’âme tombe-t-elle malade quand le corps s’encroûte? Voilà qui ouvre des perspectives insondables pour des maladies comme l’alzheimer, le parkinson, la dépression et le burn-out.
«Le manque d’exercice conduit notoirement à des affections telles que maladies cardiovasculaires, obésité et diabète de type 2, constate Stefan Schneider, 42 ans, neurologue à l’Université du sport de Cologne. Mais les répercussions du manque de mouvement vont manifestement plus loin: faire du sport, ça fait du bien à l’âme.» Dans sa dixième satire, le poète romain Juvénal énonçait déjà la maxime «Mens sana in corpore sano». Vingt siècles plus tard, la médecine trouve toujours plus d’indices pour appuyer son antique sagesse.
La mémoire de l’effort
Le neurologue Hans-Georg Kuhn, de l’Université de Göteborg, a analysé les données santé de plus d’un million de recrues de 18 ans. Le résultat est fascinant: comparés aux autres, les hommes entraînés ont montré une énergie mentale supérieure et, l’âge venu, ils ont été moins affectés par la démence. Autrement dit, l’endurance acquise à 18 ans influence la vie jusqu’au bout. Les cellules musculaires ne se bornent pas à fournir un travail mécanique mais délivrent beaucoup de substances dans la circulation sanguine. C’est ainsi que la course à pied engendre la protéine dite du «facteur d’endurance», qui améliore bien sûr la forme physique mais génère également dans l’hippocampe des cellules nerveuses (neurogenèse) liées à une meilleure mémoire. Une autre protéine nommée PGC-1a1 est fabriquée dans les muscles après plusieurs semaines d’entraînement. Des études récentes indiquent qu’elle agit aussi sur le cerveau, en rendant les gens plus résistants au stress.
Des recherches sur les habitants de pays industrialisés révèlent que le cortex cérébral se réduit de quelque 15% entre 30 et 90 ans et que l’hippocampe perd chaque année 1 à 2% de volume; la matière grise disparaît et le nombre de neurones diminue. Un déclin inévitable? Dans le cadre d’une étude, 60 personnes âgées qui bougeaient peu ont marché toute une année quarante minutes par jour. A la suite de quoi leur hippocampe a repris 2% de volume, autrement dit rajeuni de deux ans.
A l’inverse, les gens se mettent à se sentir intellectuellement inconfortables quand ils ne stimulent pas suffisamment leur corps, comme l’a montré l’équipe de neurologues de Stefan Schneider à Cologne. Les cobayes étaient des chercheurs isolés huit mois durant dans la station antarctique de Concordia. En hiver, la température extérieure descend à -65 °C et, pour se défouler, les chercheurs disposent d’agrès d’endurance et de musculation. Chez ceux qui ont fait peu de sport, l’état psychique s’est détérioré de 30 à 40% dès les trois premiers mois et il est resté à ce niveau pour le reste de la mission. Chez les autres, en revanche, qui s’entraînaient trois à quatre fois par semaine, le bien-être psychique est resté stable durant toute l’expérience. Les molécules messagères et l’endorphine produites par l’activité physique ne sont cependant pas les seules à générer de la bonne humeur. Les dérivatifs jouent un rôle éminent: le mouvement exige tellement du cerveau qu’apparemment il est incapable de faire autre chose.
Le quatrième âge
Les six participants au programme Mars500, conçu pour simuler un voyage vers la planète Mars, ont vécu cinq cent vingt jours dans une pseudo-station spatiale près de Moscou. Leurs données physiques et mentales ont été relevées sans cesse. Celles fournies par l’électroencéphalogramme ont été particulièrement probantes: chaque fois qu’ils s’entraînaient, l’activité électrique diminuait dans le cortex préfrontal, atténuant ainsi le potentiel de stress dans cette région essentielle à la cognition et à l’émotion. Explication: le cerveau était manifestement très occupé à coordonner les mouvements et ne percevait plus trop un stress éventuel.
La pratique régulière du sport entraîne également de meilleures notes scolaires chez les jeunes. Des chercheurs britanniques ont testé la forme physique de 4755 garçons et filles de 11 ans. Ces valeurs ont alors été comparées avec les notes en anglais, maths et sciences naturelles que ces enfants ont obtenues à 11, 13 et 16 ans. Verdict: le sport rend clairement plus malin. A Cologne, Stefan Schneider est aussi théologien. Dans son métier, il essaie d’unir deux univers pour comprendre de quoi l’esprit a besoin. Pour lui, il faut combiner la tension physique avec la détente spirituelle, selon la vieille règle monastique «Ora et labora».
Katja Krull, de l’Institut du sport et du mouvement de l’Université de Stuttgart, est allée au monastère pour, dans cet esprit, dénicher des cobayes: comment doivent vivre les gens pour pouvoir encore, au quatrième âge, penser sainement? Quatre bénédictins bavarois, quinze nonnes et un franciscain du Bade-Wurtemberg ont été examinés. Age moyen: 78 ans. Le groupe témoin, fait de personnes de formation analogue mais retraitées, affichait, lui, un âge moyen de 76 ans. Conclusion: quand bien même les religieux passaient à peu près tout leur temps derrière les murs du couvent, ils étaient physiquement très actifs. «Se lever tôt, respecter un horaire strict, marcher et travailler, cela fait beaucoup d’activité», pense Katja Krull. Et c’est ainsi que les gens qui vivent en couvent dépensent environ 80% d’énergie de plus que ceux du groupe témoin. Toute cette activité maintient le cerveau alerte: nonnes et moines ont pu résoudre des problèmes à l’ordinateur bien plus facilement que les retraités.
Réduire le risque d’alzheimer
Les recettes du couvent peuvent-elles aussi protéger les laïcs de la démence? Si l’on entend devenir centenaire, il faut s’attendre à ne plus être vraiment dans le coup les dernières années. Une personne sur cent est atteinte d’une démence avant la tranche d’âge 60-69 ans; la proportion passe à une sur quatre chez les plus de 95 ans. Il existe à vrai dire des médicaments contre l’alzheimer, mais ils sont contestés car leurs effets thérapeutiques ne sont pas toujours manifestes. C’est pourquoi les neurologues préfèrent tabler sur les effets du sport. Certes, la gymnastique ne peut pas guérir une démence déjà installée, mais elle constitue la seule mesure scientifiquement établie capable de parer efficacement à la perte des facultés intellectuelles.
Les gens ne pratiquent plus un entraînement uniquement pour perdre pneu et capitons, lutter contre le diabète, conforter le cœur ou réduire les risques de cancer: toujours plus de gens, jeunes et vieux, sont désormais convaincus que l’exercice physique est ce qu’il y a de mieux pour la cervelle. A Stuttgart, le centre de fitness et de santé Vitadrom a développé un programme gratuit («Bouger, c’est bon pour la tête») destiné aux personnes âgées craignant de perdre la boule. Pendant un an et demi, les participants pratiquent une fois par semaine un entraînement de groupe centré sur la force, la résistance et la coordination. Et durant les six premiers mois, ils reçoivent à la maison la visite d’étudiants qui leur montrent comment s’activer utilement dans leur salon.
Scientifique du sport à Stuttgart, Nadja Schott l’assure: «L’exercice physique entraîne des améliorations visibles de la cognition.» Des études épidémiologiques de la Société allemande de neurologie établissent que l’activité physique permet de diminuer le risque d’alzheimer de 37% et celui de limitations cognitives plus légères de 46%. Reste qu’il ne faut pas attendre d’en être là. C’est dans les jeunes années, mais aussi vers 40 ou 50 ans encore, que se détermine la suite des événements: les gens qui, à l’âge mûr, restent régulièrement en mouvement ont un risque de 60% inférieur d’être affectés d’alzheimer.
Car les recherches les plus récentes montrent que musculature et cerveau ne sont pas des organes aussi distincts qu’on l’a cru. Ils sont en réalité en étroit contact, comme l’a déterminé par hasard le biologiste moléculaire russe Philipp Khaitovich dans son laboratoire de Shanghai. Avec son équipe, il se demandait dans quelle mesure les compositions biochimiques de certains tissus des chimpanzés et des hommes se ressemblaient ou, au contraire, différaient. Les chercheurs ont ainsi analysé plus de 10 000 substances diverses telles qu’acides aminés, hydrates de carbone et vitamines dans cinq tissus différents: cortex rénal, cortex visuel, cervelet, muscle de la cuisse et cortex préfrontal.
Le métabolisme des trois premiers s’est révélé analogue, comme on pouvait s’y attendre puisque le chimpanzé est un de nos proches cousins. Mais le métabolisme du cortex préfrontal est très différent. Là encore, les scientifiques n’ont pas été étonnés puisque, au cours de l’évolution, c’est la région qui a connu la plus forte expansion chez l’homme par rapport aux hominidés. C’est elle qui nous a valu d’acquérir les facultés d’Homo sapiens. Toutefois, c’est la comparaison du muscle de la cuisse qui a constitué une énorme surprise, car c’est là que les différences se sont révélées les plus grandes. Autrement dit, au fil de l’évolution, les cellules de la cuisse ont énormément divergé entre le chimpanzé et l’homme. Pour résoudre cette énigme, Philipp Khaitovich a organisé des joutes sportives au zoo de Leipzig: des chimpanzés ayant toujours vécu en captivité s’y mesuraient à des hommes, dont des varappeurs professionnels. L’objectif était de hisser des poids, en l’occurrence des fruits pour les chimpanzés. Les humains ont été battus à plate couture.
Un cerveau exigeant en énergie
L’expérience a mis en évidence une gestion de l’énergie particulière à l’homme: au cours de l’évolution, ses aïeux ont sacrifié une part de leur force musculaire pour permettre au cortex préfrontal de croître. Car le cerveau humain est insatiable: il ne pèse qu’environ 2% du poids total d’une personne mais, même au repos, il consomme 20% de l’énergie disponible. «Nos résultats suggèrent que l’expansion du cerveau a été couplée au recul de l’énergie musculaire», lance le chercheur russe. Notre cerveau a eu un besoin accru de glucose, «de sorte qu’il en est moins resté pour les jambes». Ces évolutions en sens contraire (les muscles s’étiolant, le cerveau grossissant) a sans doute conféré à l’homme «ses capacités intellectuelles et corporelles uniques», écrivent Khaitovich et son équipe dans la revue PLOS Biology.
Dans la société moderne, les gens ne parcourent guère plus d’un kilomètre à pied par jour. C’est mauvais pour le cerveau: il a besoin de mouvement pour recevoir les molécules messagères qui lui permettent de penser. C’est sans doute ce qui a donné, il y a quelque deux millions d’années, à Homo sapiens, chasseur et cueilleur endurant mais peu musclé, le coup de pied au derrière nécessaire pour faire de nous ce que nous sommes devenus.
© DER SPIEGEL traduction et adaptation Gian Pozzy
