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Comment l’origine de la fatigue musculaire vient de la tête

mardi 6 décembre 2011

Notre capacité à activer volontairement nos muscles dépend de la motivation, de la volonté ou de la condition physique et du niveau de fatigue des muscles. Ce dernier élément tout particulièrement conduit à des dysfonctionnements remarquables et mesurables de la performance. Pendant longtemps, la recherche sur la fatigue musculaire s’était largement limitée à des modifications dans muscle lui-même.

Désormais, un projet de recherche conjoint s’est concentré sur la recherche sur le cerveau. Dirigés par le neuro-psychologue Kai Lutz, les chercheurs ont pour la première fois découvert des processus neuronaux qui sont responsables de la réduction de l’activité musculaire pendant un exercice musculairement épuisant. Étude publiée dans l’European Journal of Neuroscience [1].

Les impulsions nerveuses des muscles inhibent la région motrice dans le cerveau

Dans l’étude initiale [2], les chercheurs ont montré que les impulsions nerveuses provenant des muscles - comme l’information de la douleur - inhibaient la région motrice primaire durant un exercice fatigant et exigeant en énergie. Ils ont été en mesure de le prouver en utilisant des mesures dans lesquelles les participants de l’étude faisaient des contractions de cuisses jusqu’à ce qu’ils ne puissent plus atteindre la force exigée.

Si le même exercice était réalisé sous anesthésie de la moelle épinière dorsale, interrompant de ce fait la réponse provenant du muscle vers la région cérébrale motrice primaire, le processus d’inhibition associé à la fatigue correspondante devenait beaucoup plus faible que quand l’information musculaire était intacte.

Dans une seconde étape [3], en utilisant l’imagerie par résonance magnétique, les chercheurs ont pu localiser les régions du cerveau qui affichaient une augmentation de l’activité juste avant l’interruption due à une activité épuisante et demandant beaucoup d’énergie, et qui sont donc impliquées dans le signalement de l’interruption : le thalamus et le cortex insulaire - ces deux régions qui analysent l’information et qui indiquent une menace à l’organisme, comme la douleur ou la faim.

Le système neuronal a un effet de régulation sur la performance musculaire

La troisième étude [4] a montré que les influences inhibitrices sur l’activité motrice sont effectivement gérées via le cortex insulaire : dans des tests utilisant un ergomètre de vélo, les chercheurs ont déterminé que la communication entre le cortex insulaire et la région motrice primaire devenait plus intensive en même temps que la fatigue progressait. "Ceci peut être vu comme une preuve que le système neuronal non seulement informe le cerveau, mais qu’il a aussi un effet de régulation sur l’activité motrice" expliquent les chercheurs.

Ces résultats ouvrent de nouveaux horizons : "ces résultats représentent un pas important dans la découverte du rôle que joue le cerveau dans la fatigue musculaire. À partir de ces études, non seulement il sera possible de développer des stratégies pour optimiser la performance musculaire, mais aussi d’étudier précisément les raisons des réductions des performances musculaires dues à différentes maladies". Une fatigue musculaire prolongée est un symptôme qui est fréquemment observé dans la pratique médicale de tous les jours. Cela peut aussi apparaitre comme étant un effet secondaire dû à la prise de certains médicaments. Cependant que le syndrome de fatigue chronique est souvent diagnostiqué sans cause apparente.

Références :

[1] Lea Hilty, Nicolas Langer, Roberto Pascual-Marqui, Urs Boutellier, Kai Lutz. Fatigue-induced increase in intracortical communication between mid ⁄anterior insular and motor cortex during cycling exercise. European Journal of Neuroscience. Nov 21, 2011. doi : 10.1111/j.1460-9568.2011.07909.x

[2] Lea Hilty, Lutz Jäncke, Roger Luechinger, Urs Boutellier, Kai Lutz. Limitation of Physical Performance in a Muscle Fatiguing Handgrip Exercise Is Mediated by Thalamo-Insular Activity. Human Brain Mapping. Dec 10, 2010. doi : 10.1002/hbm.21177.

[3] Lea Hilty, Kai Lutz, Konrad Maurer, Tobias Rodenkirch, Christina M. Spengler, Urs Boutellier, Lutz Jäncke, Markus Amann. Spinal opioid receptor-sensitive muscle afferents contribute to the fatigue-induced increase in intracortical inhibition in healthy humans. Experimental Physiology. Fev 11, 2011. doi : 10.1113/expphysiol.2010.056226 .

[4] Lea Hilty, Nicolas Langer, Roberto Pascual-Marqui, Urs Boutellier, Kai Lutz. Fatigue-induced increase in intracortical communication between mid ⁄anterior insular and motor cortex during cycling exercise. European Journal of Neuroscience. Nov 21, 2011. doi : 10.1111/j.1460-9568.2011.07909.x


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1 Message

  • Comment l’origine de la fatigue musculaire vient de la tête 7 décembre 2011 00:54, par Sébastien Allaman

    A lire l’article, on pourrait penser que les travaux de K. Lutz représentent une avancée sans précédent en ce qui concerne le rôle de médiateur du cerveau dans les limites d’efforts imposées aux muscles. Une vraie petite révolution Mais R. Meeusen étudie déjà la question depuis 1995. De plus, le champ d’étude de ce paradigme ne se limite à deux trois expériences d’imagerie, histoire de voir quelles parties du cerveau s’allument ou ne s’allument pas. Il faut également tenir compte et étudier le rôle de la perception de la température par le cervelet, ou des neurotransmetteurs (dopamine, noradrélanine). Cette brève scientifique me semble un peu incomplète, voir erronée...


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