Nous savons depuis des années que l’activité physique est bonne pour la santé du cerveau. Mais pourquoi exactement ? C’est la question que se sont posée les chercheurs du Beckman Institute for Advanced Science and Technology (USA).
Leurs travaux ont trouvé une explication : les signaux chimiques libérés par les muscles pendant l'exercice favorisent le développement neuronal. Les résultats ont été présentés dans la revue scientifique Neuroscience en avril 2023.
Les muscles libèrent des signaux chimiques qui boostent les neurones
Lorsque les muscles - comme le biceps - se contractent pendant une séance de sport, ils libèrent différents composés chimiques dans la circulation sanguine. Les chercheurs ont voulu comprendre leurs effets sur l'hippocampe, zone cérébrale liée à l'apprentissage et à la mémoire. Pour y parvenir, ils ont prélevé des cellules musculaires de souris et les ont mises en culture. Lorsqu’elles ont été en capacité de se contracter en libérant leurs signaux chimiques, l'équipe les a placées en contact avec des neurones de l’hippocampe et d'autres cellules de soutien, appelées astrocytes.
"L'exposition aux signaux chimiques des cellules musculaires en contraction a amené les neurones de l'hippocampe à générer des signaux électriques plus importants et plus fréquents, signe d'une croissance et d'une santé robustes. En quelques jours, les neurones ont commencé à émettre ces signaux électriques de manière plus synchronisée. Ce qui suggère qu’ils formaient ensemble un réseau plus mature et imitaient l'organisation des neurones dans le cerveau", expliquent les auteurs dans un communiqué de leur établissement.
Astrocytes : ces cellules gliales régulent le développement neuronal
Après cette première découverte, les chercheurs se sont ensuite concentrés sur le rôle des astrocytes dans ce lien entre l'exercice et le développement cérébral. Ils ont éliminé ces cellules gliales en forme d’étoile de leurs cultures. Les neurones ont alors émis encore plus de signaux électriques. Cela suggère que sans les astrocytes, ils continuaient à se développer, "peut-être à un point où ils pourraient devenir ingérables", avancent les scientifiques.
"Les astrocytes jouent un rôle essentiel dans la médiation des effets de l'exercice", a expliqué l’auteur principal, Ki Yun Lee. "En régulant l'activité neuronale et en prévenant l'hyperexcitabilité des neurones, les astrocytes contribuent à l'équilibre nécessaire au fonctionnement optimal du cerveau", a conclu l'expert.
Pour lui, comprendre la voie chimique entre la contraction musculaire et la croissance et la régulation des neurones de l'hippocampe n'est qu'une première étape pour déterminer comment l'exercice améliore la santé du cerveau. L’étude pourrait également "contribuer au développement de programmes d'exercices plus efficaces pour les troubles cognitifs tels que la maladie d'Alzheimer", selon le spécialiste.