- Pourquoi docteur : En quoi la pratique d'une activité physique a-t-elle un impact sur notre mémoire ?

Robert Jaffard - Les travaux réalisés sur l'animal puis chez l'homme montrent que l'activité physique améliore la mémoire déclarative et relationnelle qui, comme la mémoire épisodique et la mémoire spatiale, dépendent de façon critique de l'hippocampe. Cette amélioration est liée aux effets de l'activité physique sur la "neuroplasticité" de la structure, dont la neurogénèse (production de nouveaux neurones), la densité et la plasticité des synapses sont augmentées.

Outre ses effets sur l'hippocampe, l'activité physique améliore, chez l'homme, le fonctionnement du cortex préfrontal qui, en relation avec l'hippocampe, joue un rôle essentiel dans l'encodage, la consolidation et le rappel des souvenirs.

- Par exemple, les 150 minutes par semaine d'activité physique recommandées par l'OMS sont-elles suffisantes pour contrecarrer les effets délétères du vieillissement normal et pathologique ?

C'est en tout cas la conclusion de travaux conduits chez des personnes âgées : ces conditions minimales suffiraient pour augmenter le volume de l'hippocampe et améliorer la mémoire spatiale.

- Toutes les activités sportives ont-elles des effets équivalents sur la mémoire ? 

Finalement, au-delà de ces explications très "biologiques", la question se pose de savoir ce que recouvre, chez l'homme, cette "activité physique". Plus précisément, sa durée, sa fréquence, son intensité, le fait qu'elle soit pratiquée de façon solitaire ou en groupe (sports d'équipe) constituent, avec la "motivation", autant de facteurs potentiellement importants.

- Pour en revenir aux Jeux Olympiques, quelle est l'importance de la répétition du geste du sportif pour sa mémorisation ?

Il s'agit ici de développer une "habilité" (compétence) motrice ou perceptivo-motrice, une forme de mémoire non-déclarative, dite procédurale. Ce développement passe par trois stades: un stade cognitif de représentation explicite du geste, un stade associatif d'exécution répétée avec correction des erreurs, et un stade autonome où l'habileté devient un "programme moteur" comparable à un réflexe inné. Ces programmes moteurs permettent l'exécution coordonnée - rapide et précise - de séquences d'action motrice que l'on retrouve en particulier dans les disciplines athlétiques, comme le lancer de javelot ou le triple saut….

Globalement, ces programmes reposent sur les régions sensorielles et motrices du cortex cérébral et sur le striatum, structure sous-corticale indispensable pour établir le lien entre perception et commande motrice. En outre, le cervelet est important pour y incorporer le timing précis des séquences motrices les plus complexes. C'est au sein de ce vaste ensemble que des circuits ou des "cartes" cérébrales précises vont être sélectionnées et ainsi sous-tendre l'habileté motrice pour laquelle le sujet a été entraîné.

Mais la clé de la réussite est la répétition. On a montré que des activations suffisamment répétées par la pratique conduisent à des modifications structurales durables concernant à la fois les volumes de matière grise (où prédominent les corps cellulaires des neurones) et de substance blanche (qui contient les fibres nerveuses). L'imagerie cérébrale montre effectivement que l'expertise des sportifs de haut niveau, des joueurs de golf aux boxeurs en passant par les basketteurs et les gymnastes est associée, selon la discipline pratiquée, à des "traces" morphologiques marquées au sein la matière grise et la substance blanche de certaines régions cérébrales précises. Et au total, on estime que plus de 80% de la matière grise cérébrale d'un cerveau adulte est modifiable par l'activité physique.  

- Pourquoi dit-on que le travail mental des sportifs de haut niveau est aussi important que la préparation physique stricto- sensu ?

Le travail mental est complémentaire de la préparation physique. Il consiste, en premier lieu, à pratiquer l'imagerie motrice. Cela consiste à imaginer le mouvement accompagné de l'ensemble des sensations qu'il produit (tensions musculaires, perceptions visuelles...) et incluant, si possible, l'ordre et le timing des séquences motrices qui le composent. Cette imagerie mentale entraîne des gains de performance comparables à celles obtenues par l'exercice physique effectif. Les deux sont complémentaires et, de fait, il y a bien une large superposition des régions cérébrales activées par chacun de ces deux types d'entraînement.

Leur consolidation est en outre améliorée de façon comparable par le sommeil. Il faut aussi noter que des effets similaires à ceux de l'imagerie mentale sont produits par l'observation du mouvement exécuté par une tierce personne. Cela tient au fait qu'observer ou exécuter soi-même un mouvement particulier active les mêmes neurones. C'est ce que l'on appelle le système des "neurones miroirs". Au total, s'il existe des alternatives efficaces et complémentaires à la répétition effective (concrète) du geste, elles ne concernent que des mouvements précis et limités, c'est-à-dire des habiletés motrices qualifiées de "fermées". Ces habiletés deviennent "ouvertes" quand elles doivent s'adapter à un environnement changeant (mouvements de la balle, du ballon ou du palet ainsi que du ou des joueurs adverses...) ce qui nécessite un autre type de travail mental.

- Doit-on faire abstraction de sa mémoire pour se concentrer quand on est sportif de haut niveau ?

Le sportif placé en situation de compétition doit rester concentré sur un seul objectif, celui de réaliser par ses actions la meilleure performance possible. Or il existe un système cérébral qui peut s'y opposer. Il s'agit du "réseau du mode par défaut" (RMD), constitué de structures cérébrales dont l'activation synchrone entraîne, chez le sujet au repos, un "vagabondage mental" portant entre autres sur l'évocation de souvenirs personnels (mémoire autobiographique). Réduire ou supprimer l'activité du RMD pour se concentrer sur l'objectif du moment suppose un basculement de l'activité cérébrale vers le système exécutif du cortex préfrontal, qui permet un "recentrage" sur l'action en cours et sa gestion.