Jeune ou vieux l'activité physique est bonne pour le cerveau

[Gilles]

Physical Activity and Cardiorespiratory Fitness Are Beneficial for White Matter in Low-Fit Older Adults
Agnieszka Zofia Burzynska et al.
PLoS ONE Published: September 17, 2014

Abstract

Physical activity (PA) and cardiorespiratory fitness (CRF) are associated with better cognitive function in late life, but the neural correlates for these relationships are unclear. To study these correlates, we examined the association of both PA and CRF with measures of white matter (WM) integrity in 88 healthy low-fit adults (age 60–78). Using accelerometry, we objectively measured sedentary behavior, light PA, and moderate to vigorous PA (MV-PA) over a week. We showed that greater MV-PA was related to lower volume of WM lesions. The association between PA and WM microstructural integrity (measured with diffusion tensor imaging) was region-specific: light PA was related to temporal WM, while sedentary behavior was associated with lower integrity in the parahippocampal WM. Our findings highlight that engaging in PA of various intensity in parallel with avoiding sedentariness are important in maintaining WM health in older age, supporting public health recommendations that emphasize the importance of active lifestyle.

L'étude complète (PDF)

[Gilles]

Reprise de l'étude :

Le sport préserve notre cerveau de la vieillesse

Les sexagénaires, septuagénaires et octogénaires en bonne forme physique et amateurs d'activités sportives régulières protègent leur cerveau des lésions dues à l'âge. Ainsi, la mémoire, le langage ou encore l'apprentissage sont chez eux des fonctions cognitives moins dégradées que chez des individus moins actifs.

Si l'activité physique entretient le corps des personnes âgées, elle entretient aussi leur cerveau, démontre une étude parue dans Plos One. Précisément, plus l'être humain est physiquement actif durant sa vieillesse, moins il présente de lésions cérébrales.

Pour valider cette hypothèse, 88 personnes de 60 à 78 ans ont participé à une expérience scientifique. Peu enclines au sport, elles étaient pour autant diagnostiquées en bonne forme cardio-vasculaire. Durant une semaine, les volontaires ont porté des accéléromètres pour suivre la durée de leur activité physique quotidienne et mesurer en parallèle leurs périodes de temps en position assise.

Les chercheurs ont ensuite scanné le cerveau des participants pour juger de la qualité de la structure de la substance blanche, une catégorie de tissu du système nerveux central responsable de la propagation des informations dans le système nerveux. Les scientifiques ont notamment recherché un type de lésion, appelée « hypersignal de la substance blanche », qui est fréquente chez les personnes âgées.

La pratique sportive prévient des changements vasculaires

Les résultats montrent que, quels que soient l'âge, le sexe et la forme, plus les personnes âgées étaient engagées dans des activités physiques quotidiennes, comme du jardinage, plus leur substance blanche restait correctement structurée. Et ce, notamment au niveau du lobe temporal, une partie du cerveau située derrière les oreilles et impliquée dans la mémoire, le langage, l'audition et la vision.

En comparaison, plus les volontaires passaient du temps assis, moins leur substance blanche se conservait dans les zones connectées à l'hippocampe, une zone également importante pour la mémoire, mais aussi pour l'apprentissage.

Pour l'équipe de recherche, si l'exercice physique protège certaines parties du cerveau du vieillissement, on ne sait pas encore exactement par quels mécanismes. Une hypothèse, selon eux, est que le sport couplé à une bonne santé atténuerait les changements vasculaires impliqués au cours de la vieillesse dans le développement des lésions de la substance blanche.

Source

[Gilles]

Vascular hippocampal plasticity after aerobic exercise in older adults
A Maass et al.
Molecular Psychiatry (14 October 2014)

Aerobic exercise in young adults can induce vascular plasticity in the hippocampus, a critical region for recall and recognition memory. In a mechanistic proof-of-concept intervention over 3 months, we investigated whether healthy older adults (60–77 years) also show such plasticity. Regional cerebral blood flow (rCBF) and volume (rCBV) were measured with gadolinium-based perfusion imaging (3 Tesla magnetic resonance image (MRI)). Hippocampal volumes were assessed by high-resolution 7 Tesla MRI. Fitness improvement correlated with changes in hippocampal perfusion and hippocampal head volume. Perfusion tended to increase in younger, but to decrease in older individuals. The changes in fitness, hippocampal perfusion and volume were positively related to changes in recognition memory and early recall for complex spatial objects. Path analyses indicated that fitness-related changes in complex object recognition were modulated by hippocampal perfusion. These findings indicate a preserved capacity of the aging human hippocampus for functionally relevant vascular plasticity, which decreases with progressing age.

[Gilles]

Reprise de l'étude :

Le sport stimule l’intellect en vieillissant, mais dans certaines limites

Des neuroscientifiques ont étudié des personnes âgées qui couraient sur un tapis de course.

L’exercice physique quand on prend de l’âge peut améliorer la perfusion cérébrale tout comme certaines aptitudes intellectuelles. C’est ce qu’ont découvert des neuroscientifiques de Magdeburg qui ont étudié des hommes et des femmes âgés entre 60 et 77 ans. Chez les individus plus jeunes, un entraînement régulier sur un tapis de course tendait à améliorer le flux sanguin cérébral et la mémoire visuelle.

Cependant, les participants de l’étude qui avaient plus de 70 ans tendaient à ne pas afficher de bénéfices de cet exercice. Ainsi, l’étude a indiqué que les bénéfices de l’exercice pourraient être limités quand on prend de l’âge. Les chercheurs allemands du Centre sur les Maladies Neurodégénératives, de l’Université de Magdeburg et de l’Institut Leibniz de Neurobiologie ont publié ces résultats dans le journal Molecular Psychiatry.

Les 40 volontaires testés étaient en bonne santé pour leur âge, sédentaires quand l’étude a commencé et divisés en deux groupes. Environ la moitié des participants de l’étude a régulièrement fait du tapis de course pendant 3 mois. Les autres individus ont fait des simples séances de relaxation musculaire. Pour 7 membres du groupe sur 9 qui faisaient du sport et qui n’avaient pas plus de 70 ans, l’entraînement a amélioré la forme physique et a aussi eu tendance à améliorer la perfusion dans l’hippocampe, la région du cerveau qui est importante pour le fonctionnement de la mémoire.

Cette augmentation de la perfusion a été accompagnée par une amélioration de la mémoire visuelle : à la fin de l’étude, ces individus trouvaient plus facile de mémoriser des images abstraites qu’au début du programme d’entraînement. Ces effets étaient largement absents chez les volontaires plus vieux qui ont participé au même entraînement, tout comme pour les membres du groupe de contrôle qui ne faisaient rien.

L’étude comprenait des tests approfondis de condition physique et de mémorisation chez les volontaires. En outre, les participants de l’étude ont été examinés via l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Cette technique permet de déceler les moindres détails à l’intérieur du cerveau.

Le sport contre la démence sénile

L’exercice physique est connu pour apporter énormément de bénéfices à la santé : les effets sur le corps ont été considérablement étudiés, les effets sur le fonctionnement du cerveau un peu moins. Une augmentation de la perfusion cérébrale par l’exercice physique avait déjà été démontrée mais que chez des individus plus jeunes. La présente étude montre que certains cerveaux plus vieux conservent aussi cette aptitude à s’adapter, même si elle semble diminuer avec l’âge. En outre, les résultats indiquent que les changements de performance de la mémoire résultant de l’exercice physique sont intimement liés aux changements de la perfusion cérébrale.

"En fin de compte, nous avions pour objectif de développer des mesures pour volontairement contrecarrer une maladie comme la maladie d’Alzheimer. C’est pourquoi, nous voulions comprendre les effets de l’exercice physique sur le cerveau et les mécanismes neurobiologiques sous-jacents. Ceci est essentiel pour pouvoir développer des traitements qui soient vraiment efficaces", expliquent les chercheurs.

Des nouvelles cellules cérébrales

L’objectif des chercheurs est de provoquer une croissance de nouvelles cellules nerveuses dans le cerveau. C’est ainsi qu’ils voulaient contrer la perte des neurones qui est caractéristique de la sénilité. "Le cerveau humain est capable de changer et d’évoluer durant notre vie. De nouvelles cellules nerveuses peuvent se former même dans des cerveaux adultes", dit Düzel. "Notre objectif est de stimuler cette ’neuro-genèse’. Nous ne savons pas encore si nos méthodes d’entraînement favorisaient le développement de nouvelles cellules cérébrales. Cependant, la recherche fondamentale montre que la formation de nouvelles cellules cérébrales va souvent de pair avec une amélioration de la perfusion cérébrale."

Les modifications dans l’hippocampe

En effet, il s’avère que les séances d’exercice sur le tapis de course faisaient qu’il y avait plus de sang qui atteignait l’hippocampe chez les participants plus jeunes. "Cela améliore l’approvisionnement en oxygène et en nutriments et pourrait aussi avoir d’autres effets positifs dans le métabolisme du cerveau", explique le neuroscientifique. "Cependant, nous avons aussi vu que les effets de l’entraînement diminuaient avec l’âge. Il est moins efficace chez les gens âgés de plus de 70 ans que chez les gens qui sont proches de 60 ans. La compréhension des causes de cet état de choses constituera une étape importante de notre recherche, notamment pour trouver des remèdes."

Il ajoute : "il est encourageant de voir que la mémoire visuelle s’améliore en même temps que la perfusion cérébrale augmente. Cependant, des traitements efficaces devront aussi toucher d’autres fonctions du cerveau. Dans notre étude, l’effet était limité à la mémoire visuelle à court terme."

L’entraînement pour le corps et l’esprit

D’autres expériences sont prévues dans lesquelles les participants testés sont envoyés dans une espèce de chasse au trésor : ils doivent trouver des objets cachés dans un paysage généré par ordinateur qui est affiché plein écran. Le contrôle du mouvement dans ce monde virtuel est réalisé à l’aide du tapis de course. "Cette situation complexe a des exigences élevées en ce qui concerne les aptitudes motrices et le sens de l’orientation", explique le scientifique. "Cela met le cerveau et les muscles au défi."

À long terme, les scientifiques visent à inclure dans leur programme d’étude des individus qui sont aux premiers stades de la maladie d’Alzheimer. "Nous cherchons des moyens de retarder, voire de stopper la progression de la maladie. Et nous cherchons également des méthodes de prévention", précise Düzel. "Le fait d’associer l’activité physique et l’exercice mental pourrait avoir un large impact, et cette méthode d’association pourrait devenir une approche thérapeutique. Cependant, il faut plus de preuves. En fait, nos résultats actuels montrent que nous pourrions avoir besoin de traitements pharmacologiques pour rendre l’exercice plus efficace."

Source

[Gilles]

Effects of the FITKids Randomized Controlled Trial on Executive Control and Brain Function
Charles H. Hillman et al.
Pediatrics Published online September 29, 2014

Abstract

OBJECTIVE: To assess the effect of a physical activity (PA) intervention on brain and behavioral indices of executive control in preadolescent children.

METHODS: Two hundred twenty-one children (7–9 years) were randomly assigned to a 9-month afterschool PA program or a wait-list control. In addition to changes in fitness (maximal oxygen consumption), electrical activity in the brain (P3-ERP) and behavioral measures (accuracy, reaction time) of executive control were collected by using tasks that modulated attentional inhibition and cognitive flexibility.

RESULTS: Fitness improved more among intervention participants from pretest to posttest compared with the wait-list control (1.3 mL/kg per minute, 95% confidence interval [CI]: 0.3 to 2.4; d = 0.34 for group difference in pre-to-post change score). Intervention participants exhibited greater improvements from pretest to posttest in inhibition (3.2%, 95% CI: 0.0 to 6.5; d = 0.27) and cognitive flexibility (4.8%, 95% CI: 1.1 to 8.4; d = 0.35 for group difference in pre-to-post change score) compared with control. Only the intervention group increased attentional resources from pretest to posttest during tasks requiring increased inhibition (1.4 µV, 95% CI: 0.3 to 2.6; d = 0.34) and cognitive flexibility (1.5 µV, 95% CI: 0.6 to 2.5; d = 0.43). Finally, improvements in brain function on the inhibition task (r = 0.22) and performance on the flexibility task correlated with intervention attendance (r = 0.24).

CONCLUSIONS: The intervention enhanced cognitive performance and brain function during tasks requiring greater executive control. These findings demonstrate a causal effect of a PA program on executive control, and provide support for PA for improving childhood cognition and brain health.

L'étude complète (PDF)

[Gilles]

Reprise de l'étude :

Une activité physique quotidienne est bonne pour... le cerveau des enfants !

Une activité physique quotidienne chez les enfants de 8 à 9 ans pourraient avoir des effets protecteurs sur le cerveau tout au long de la vie. Explications.

Obésité, maladies cardiovasculaires… l’épidémie d’inactivité physique est identifiée depuis quelques temps déjà comme une menace sérieuse pour la santé publique.

ÉTUDE. Plus surprenant, cela ne concerne pas seulement notre corps mais aussi… notre cerveau. Des chercheurs ont montré que les enfants pensent et apprennent mieux lorsqu’ils pratiquent régulièrement une activité physique. Leurs résultats ont été publiés dans la revue médicale Pediatrics.

Une amélioration des capacités attentionnelles et des fonctions cognitives

Concrètement, 221 enfants de 7 à 9 ans ont été répartis en deux groupes, dont l’un a été soumis à un programme sur 9 mois comprenant deux heures d’activité après l’école, entrecoupée de temps de repos. Les scientifiques ont recueilli les scores de performances cognitives via des tests et des données d’imagerie cérébrale dans les deux groupes, avant et après le programme. Ils ont noté une amélioration des capacités attentionnelles et des fonctions cognitives (compréhension, capacités d’analyse, synthèse) chez ces enfants prépubères.

MATURATION. En fait, à cet âge-là (entre 7 et 9 ans environ), s’opèrent des changements importants des structures, fonctions et connexions cérébrales. Ainsi, il y a une amélioration logique des fonctions cognitives à ce moment de la vie, mais elle s’est révélée plus importante chez ceux ayant participé au programme.

Un mode de vie actif durant l’enfance pourrait donc avoir des effets protecteurs sur la santé du cerveau tout au long de la vie. « Vu le déclin rapide des programmes d’activités physiques pour les enfants à l’école, la diffusion de nos résultats est particulièrement importante pour les professionnels de l’éducation et les responsables politiques », concluent les auteurs de ce travail.

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