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Introduction: l’étude qui a fait parler d’elle
Historique
Des japonais ont prouvé qu’une seule séance de musculation améliore de 20 % la remémoration à 24 h d’un apprentissage verbal. De plus, une IRM à 24 h montre une connectivité accrue entre 2 régions clés de l’hippocampe.
En février 2024, une équipe de de l’Université Tohoku publiait dans la revue Brain and Behavior une étude ayant pour titre « Amélioration de la mémoire et de la connectivité hippocampique chez l’humain 2 jours après un bref exercice de résistance ».
Ces deux informations sont cohérentes entre elles. Cela n’a pas frappé les journalistes. Mais qu’un « bref exercice de résistance » puisse améliorer la mémoire, ça oui. Il s’en est suivi une quantité de reprises journalistiques dans le monde. Et encore aujourd’hui puisque l’article qui a attiré mon attention est tout récent.
Mais qu’ont donc trouvé les auteurs :Teruo Hashimoto, Rikimasa Hotta et Ryuta Kawashima ? Pouvez-vous améliorer votre mémoire avec une seule séance de musculation de haute intensité ?
Le protocole était simple : soixante jeunes adultes ont passé des IRM fonctionnelles en état de repos, puis des tests de rappel verbal. Ensuite ils ont été répartis en deux groupes. Seuls ceux du premier groupe devaient soulever un poids avec une jambe en extension et rester un certain temps en phase de maintien. En fait, on commençait à 15 kg et on augmentait le poids par palier. Le second groupe était dispensé de l’exercice.
Franchement, le rapport avec la mémoire ne parait pas évident !
Sauf que, 48 heures plus tard…
Résultats
Rappelez-vous que tous ont passé des tests au début de l’expérience. Parmi ceux-ci un test de rappel libre portant sur 15 mots. Les participants ont été invités à rappeler une liste de mots (liste A) énoncés par un expérimentateur. Après 5 rappels immédiats, ils ont refait la même chose avec une autre liste de 15 mots. Après quoi, ils ont dû se rappeler la première liste… vous suivez ?
C’est pas fini. Ensuite ils ont passé un test de rappel indicé. Imaginez 6 listes de 10 paires de mots. Une liste sur deux comprend des paires de mots en rapport sémantique (ex. : timbre / carte postale). Les l’autres contiennent des paires sans lien sémantique (ex. : rivière / fourchette).
Deux jours plus tard, les participants ont été invités à rappeler la liste initiale sans aucun indice (test de rappel différé à 2 jours). Pour le test de rappel indicé, d’autres listes ont été utilisées.
Et donc, 48 heures plus tard…
On leur a demandé de se remémorer les mots et paires de mots appris pendant l’expérience. Le groupe muscu s’est rappelé 63 % des mots appris, le groupe témoin 53 %.
Et puis, on leur a refait une IRMf. Résultat : rien de changé pour le groupe témoin. Mais le groupe muscu montre une connectivité accrue entre l’hippocampe postérieur gauche et la zone pariéto-occipitale.
Ce qui est cohérent avec l’amélioration des performances.
L’étude est sérieuse, méthodiquement conduite, et la piste qu’elle ouvre est stimulante. Mais est-elle vraiment la première à explorer ce terrain ? Et que faut-il en conclure raisonnablement ? Pour le savoir, il faut remonter le fil de la recherche.
Ce que Weinberg et Fernandes
avaient déjà montré
En 2014, Lisa Weinberg et ses collègues du Georgia Institute of Technology publiaient dans Acta Psychologica la première démonstration de l’effet d’une séance unique de résistance sur la mémoire épisodique imagée de l’humain.
Le dispositif était similaire. Quarante-six jeunes adultes avaient mémorisé une série de 90 images à valence émotionnelle positives, négatives ou neutres. Puis la moitié d’entre eux faisait l’exercice expliqué plus haut, l’autre moitié non.
Et 48 h après l’exercice physique, le groupe « muscu » reconnaissaient environ 60 % des images contre 50 % pour le groupe de contrôle.
A noter que des résultats similaires avaient été obtenus, un peu plus tard chez… des rongeurs ! Publiée dans Hippocampus en 2016, c’est une étude de Jansen Fernandes et son équipe de l’Universidade Federal de São Paulo.
Elle montrait qu’une séance unique d’exercice de résistance améliorait la mémoire contextuelle des animaux. De plus, elle s’accompagnait d’une hausse significative des protéines synaptiques dans l’hippocampe.
Ces protéines jouent un rôle direct dans la consolidation. Il semble donc que l’exercice « suractive » les mécanismes de l’encodage et de la consolidation.
Mais revenons à Hashimoto. Avec ses collègues , ils ont fait un copié-collé assumé du dispositif de Weinberg, puisque cette dernière était référencée dans la bibliographie de l’article. Sauf que sur le plan cognitif, ils ont utilisé la mémoire épisodique verbale plutôt que la mémoire imagée.
Et puis, surtout, le grand mérite de l’équipe est d’avoir confirmé par IRMf l’existence du processus chez les humains. Et il montre même que ce processus ne concerne pas que la mémoire imagée mais aussi la mémoire verbale.
Les études sur l’entrainement prolongé
et la mémoire
Je ne sais pas vous, mais j’ai du mal à m’imaginer lever des poids avec une jambe pour mémoriser quelque chose. Soyons clair, l’étude ne prétend pas améliorer votre mémoire ainsi.
A l’inverse de Weinberg et Hashimoto, énormément d’études ont été faites en utilisant l’entrainement prolongé.
Une méta-analyse a été publiée en 2022 dans Aging & Mental Health par Coelho-Junior et ses collègues. Elle a analysé un nombre important d’études. Première remarque : chaque recherche poursuit des buts légèrement différents ; choisit des participants d’âges différents ; en bonne santé ou non ; de différents niveaux intellectuels ; avec des réserves cognitives différentes, etc.
De plus, chaque étude a son propre protocole ; l’exercice physique demandé n’est pas toujours le même ; les tests cognitifs avant et après également ; le contrôle ne se fait pas au bout du même nombre de jours, etc.
C’est l’écueil bien connu des méta-analyses. La plupart des analyses étudiées font aussi état de participants plus âgés que dans les expériences de Weinberg et de Hashimoto. Peut-être est-ce dû au fait que beaucoup de chercheurs ont en ligne de mire, in fine, la maladie d’Alzheimer.
Cependant, elles montrent des effets positifs tantôt sur la mémoire de travail, la mémoire verbale ou la mémoire spatiale, par exemple. La plupart montre aussi une augmentation de la densité de matière grise dans l’hippocampe, ce qui veut généralement dire une augmentation de la connectivité interne.
Bref, au-delà de leurs spécificités propres, elles accréditent tout de même l’idée que, oui l’effort physique est capable d’améliorer la mémorisation et la remémoration. Mais pourquoi donc ? C’est bizarre, non ?
Les mécanismes biologiques en jeu
Pourquoi l’exercice de résistance améliorerait-il la mémoire ? La recherche a identifié plusieurs voies biologiques plausibles. Mais aucune n’a été encore validée chez l’humain dans le cas d’une séance unique. On a juste quelques certitudes.
Par exemple, l’exercice de résistance stimule la sécrétion de plusieurs substances neurochimiques. Notamment :
- le BDNF (brain-derived neurotrophic factor), un acteur clé de la neurogenèse et de la plasticité synaptique dans l’hippocampe ;
- l’IGF-1 (insulin-like growth factor), qui module la neuroplasticité et les facteurs inflammatoires ;
- la noradrénaline, qui est reconnue pour consolider les souvenirs à valence émotionnelle ;
- enfin, le lactate, produit en quantité lors d’exercices intenses, qui stimulerait la prolifération neuronale et l’expression du BDNF dans l’hippocampe.
L’axe postérieur de l’hippocampe, impliqué dans les représentations spatiotemporelles fines et dans la récollection contextuelle, semble particulièrement sensible à ces effets. C’est cohérent avec les résultats de Hashimoto sur la connectivité de l’hippocampe postérieur gauche.
Mais le lien de causalité précis entre une séance unique, ces cascades moléculaires et l’amélioration mémorielle mesurable chez l’humain reste à démontrer formellement. D’autres expériences devraient être faites, l’équipe de Hashimoto en convient. Il faudrait aussi recruter un plus grand nombre de participants.
Les deux études (Weinberg et Hashimoto) sont plutôt des études d’intention ou des pré études. Elle identifient une hypothèse de travail possiblement prometteuse. Il nous reste à attendre que ces études soient prolongées.
Un changement de perspective : l’exercice aérobie
Les résultats sur la résistance musculaire pèsent encore peu dans le contexte d’une découverte scientifique autrement plus robuste et impactante, publiée en 2011 dans les PNAS par Kirk Erickson et son équipe de l’Université de Pittsburgh.
Cette étude est d’une autre envergure. Cent vingt adultes plus âgés ont été suivis pendant un an. Ils ont suivi un programme d’exercice aérobie modéré : une (marche rapide trois fois par semaine. Un groupe témoin a fait des étirements. Des IRM cérébrales ont été réalisées au départ, à 6 mois et à la fin de l’étude.
Le résultat est saisissant : le groupe aérobie a vu le volume de son hippocampe augmenter de 2 %. Pour fixer les idées, à partir d’un certain âge on peut très bien perdre entre 1 et 2 % de volume hippocampique par an. L’activité aérobie compense !
Cette augmentation était corrélée à une hausse des taux sanguins de BDNF et à une amélioration de la mémoire spatiale. Dans le groupe contrôle, le volume hippocampique avait au contraire diminué.
L’augmentation de la taille de l’hippocampe est un résultat récurrent dans toutes les études sur les effets de l’activité aérobie. Il est désormais archi démontré qu’elle produit sur le cerveau un effet structurel, durable et mesurable. On est loin d’une simple corrélation. On a des preuves nombreuses de cause à effets.
Par activité aérobie, on entend aussi bien la marche, la natation, le vélo, la course, le saut à la corde… Elles n’ont pas besoin d’être violentes ou super intensive. Le principal est qu’elle vous fasse consommer de l’oxygène. Atteindre un léger essoufflement est largement suffisant pour que ce soit efficace. C’est tout son intérêt.
Conclusion : je ne suis pas vraiment convaincu
Alors, une séance unique de musculation peut-elle booster votre mémoire ? La réponse honnête est : hum…voyons… L’augmentation de performance est indéniable dans le groupe étudié, c’est donc une piste qui mérite d’être creusée ; mais il faudrait augmenter la taille de l’échantillon ; il faudrait surtout vérifier combien de temps l’effet perdure au-delà de 48 heures ;
Pour le moment c’est indécidable. La preuve n’est pas apportée que cette augmentation de performance aurait des effets persistants sur le moyen ou long terme.
Bref, des journalistes ont publié des articles aux titres plus prometteurs que ne l’est la réalité.
La seule chose aujourd’hui prouvée, c’est qu’un exercice aérobie régulier sur plusieurs mois modifie structurellement le cerveau, protège l’hippocampe du vieillissement et améliore la mémoire. Cela au moins, c’est documenté et reproductible. Chaque fois qu’on met en route un programme d’activités physique, on constate un agrandissement de l’hippocampe.
Mieux vaut donc s’adonner à des exercices physiques réguliers.
Ceux qui font déjà du sport n’ont pas besoin d’en faire plus. Ils font probablement déjà le plein en terme de connexions dans l’hippocampe.
Ceux qui ne font pas de sport n’ont pas forcément intérêt à en faire. Ce qui compte c’est de faire une activité consommatrice d’oxygène. Vous pouvez vous contenter de marcher ! A condition toutefois que ce soit assez vite pour que vous ressentiez une légère accélération cardiaque et un léger essoufflement. Et de persévérer.
A noter que l’hippocampe cumule plusieurs fonctions. Certes, il est le passage obligé de la mémorisation et de la remémoration en général. Mais il est aussi en particulier un acteur incontournable de la mémoire spatiale. Il est donc probable que les exercices aérobies l’améliorent. On sait que c’est le cas chez les rongeurs.
La conclusion va de soi : bougez vous !