HomeA proposContexte scientifiqueUn cerveau sain dans un corps sain

Corps en forme et « cerveau en forme »

La structure et le fonctionnement du cerveau sont-ils différents chez les personnes en bonne condition physique et chez celles qui le sont moins ? La réponse courte est oui, des recherches bien établies soutiennent l'idée que l'activité physique régulière est responsable d'importants changements structurels dans le cerveau, et ceci peut être observé chez des personnes ayant des niveaux de condition physique différents.

L'activité physique régulière affecte la fonction cérébrale aux niveaux cellulaire, systémique et comportemental. L'activité physique est essentielle au développement sain du cerveau ; elle qui peut conduire à de meilleurs résultats scolaires et d'apprentissage chez les enfants. Par exemple, les enfants qui sont actifs 20 minutes par jour ont de meilleurs résultats aux tests ², une meilleure attention ³ et un cerveau globalement plus actif ³que les enfants moins actifs physiquement. Les bénéfices de l'activité physique sur le développement cognitif sont apparents dès le tout début de la vie (par exemple de la naissance à l'âge de 5 ans)⁴ .Il a été démontré que le fait de ne pas bouger suffisamment a une influence négative sur la santé du cerveau, ce qui pourrait contrarier les interactions que l'on constate normalement en pratiquant une activité physique ⁵. En effet, toutes les activités sédentaires ne sont pas égales ; une étude systématique récente a montré que si la lecture est bénéfique au développement cognitif de la petite enfance (de la naissance à l'âge de 5 ans), le temps passé devant un écran ne l'est pas⁶.

Nous savons que l'activité physique augmente la saturation du sang en oxygène ⁷ et l'angiogenèse ⁸ dans les zones du cerveau qui sont responsables de l'exécution des tâches. Plus précisément, les effets positifs de l'activité physique sur les zones cérébrales du cortex préfrontal et de l'hippocampe ont été observés dans plusieurs études ^9-11. Même l'architecture moléculaire et le comportement des ganglions de la base sont directement influencés par l'activité physique ¹². Dans une récente méta-analyse sur l'activité physique, les performances scolaires et les fonctions cognitives des enfants, il a été constaté que 13 des 20 interventions en matière d'activité physique avaient des effets positifs significatifs sur les performances scolaires ¹³. Il existe en effet un lien étroit entre le corps et l'esprit, un corps en bonne santé créant un environnement propice à l'épanouissement d'un cerveau en bonne santé ¹⁴.

Les auteurs de FitBack ^15-20 et d'autres ^21-26 ont montré une relation positive entre la forme cardiorespiratoire et les comportements physiques et cognitifs chez les jeunes. Au niveau comportemental, les différents tests d'aptitude physique (c'est-à-dire la batterie ALPHA-fitness ²⁷) inclus dans le projet FitBack se sont avérés positivement liés à une meilleure performance cognitive, à un meilleur fonctionnement exécutif, à une plus grande intelligence et à de meilleurs résultats scolaires ^17,19. Au niveau de la structure cérébrale, nous avons constaté que si l'activité cardiorespiratoire est principalement liée à la matière grise (c'est-à-dire au volume cortical et sous-cortical total et régional, et à l'épaisseur corticale) ^28,29, la force musculaire est sélectivement liée au volume et à l'intégrité de la matière blanche) ^30,31. En outre, l'aptitude cardiorespiratoire est liée à la connectivité fonctionnelle au repos entre les sous-régions hippocampiques et les régions frontales 1>. En résumé, les enfants ayant une meilleure condition physique ont un cerveau plus sain. Cela a été simplement illustré par une étude des projets ActiveBrains qui a montré pour la première fois que les enfants en meilleure forme physique ont des cerveaux plus grands ¹⁸, comme le montre l'infographie suivante.

Fitter kids have bigger brains

Lien vers les textes clés :

Références:

1. Tremblay MS, Carson V, Chaput J-P, et al. Canadian 24-hour movement guidelines for children and youth: an integration of physical activity, sedentary behaviour, and sleep. Appl Physiol Nutr Metab. 2016;41(6):S311-S327.

2. Donnelly JE, Lambourne K. Classroom-based physical activity, cognition, and academic achievement. Prev Med (Baltim). 2011;52:S36-S42.

3. Hillman CH, Pontifex MB, Raine LB, Castelli DM, Hall EE, Kramer AF. The effect of acute treadmill walking on cognitive control and academic achievement in preadolescent children. Neuroscience. 2009;159(3):1044-1054.

4. Carson V, Hunter S, Kuzik N, et al. Systematic review of physical activity and cognitive development in early childhood. J Sci Med Sport. 2016;19(7):573-578.

5. Voss MW, Carr LJ, Clark R, Weng T. Revenge of the “sit” II: Does lifestyle impact neuronal and cognitive health through distinct mechanisms associated with sedentary behavior and physical activity? Ment Health Phys Act. 2014;7(1):9-24.

6. Carson V, Kuzik N, Hunter S, et al. Systematic review of sedentary behavior and cognitive development in early childhood. Prev Med (Baltim). 2015;78:115-122.

7. Kramer AF, Gopher D, Hahn S. Aging and executive control. TAGUNGSBERICHT-BUNDESANSTALT FUR ARBEITSSCHUTZ UND ARBEITSMEDIZIN TB. 1999:112-135.

8. Kleim JA, Cooper NR, VandenBerg PM. Exercise induces angiogenesis but does not alter movement representations within rat motor cortex. Brain Res. 2002;934(1):1-6.

9. Kramer AF, Erickson KI. Capitalizing on cortical plasticity: influence of physical activity on cognition and brain function. Trends Cogn Sci. 2007;11(8):342-348.

10. Hillman CH, Erickson KI, Kramer AF. Be smart, exercise your heart: exercise effects on brain and cognition. Nat Rev Neurosci. 2008;9(1):58.

11. Bherer L, Erickson KI, Liu-Ambrose T. A review of the effects of physical activity and exercise on cognitive and brain functions in older adults. J Aging Res. 2013;2013.

12. Chaddock LE. KI Shaurya Prakash R., VanPatter M., Voss MW, Pontifex MB, Raine LB, Hillman CH, Kramer AF (2010) Basal Ganglia Volume Is Associated with Aerobic Fitness in Preadolescent Children. Dev Neurosci. 32:249-256.

13. Sember V, Jurak G, Kovač M, Morrison SA, Starc G. Children’s Physical Activity, Academic Performance, and Cognitive Functioning: A Systematic Review and Meta-Analysis. Front Public Heal. 2020;8.

14. Sember V, Morrison SA. The Mind-Body Connection: How Physical Activity and Physical Fitness Affect Academic Performance. University of Primorska Press; 2018.

15. Esteban-Cornejo I, Stillman CM, Rodriguez-Ayllon M, et al. Physical fitness, hippocampal functional connectivity and academic performance in children with overweight/obesity: The ActiveBrains project. Brain Behav Immun. 2021;91:284-295.

16. Mora‐Gonzalez J, Rodríguez‐López C, Cadenas‐Sanchez C, et al. Active commuting to school was inversely associated with academic achievement in primary but not secondary school students. Acta Paediatr. 2017;106(2):334-340.

17. Cadenas-Sanchez C, Migueles JH, Esteban-Cornejo I, et al. Fitness, physical activity and academic achievement in overweight/obese children. J Sports Sci. 2020;38(7):731-740.

18. Cadenas‐Sanchez C, Migueles JH, Erickson KI, Esteban‐Cornejo I, Catena A, Ortega FB. Do fitter kids have bigger brains? Scand J Med Sci Sports. 2020;30(12):2498-2502.

19. Mora-Gonzalez J, Esteban-Cornejo I, Cadenas-Sanchez C, et al. Physical fitness, physical activity, and the executive function in children with overweight and obesity. J Pediatr. 2019;208:50-56.

20. Ortega FB, Campos D, Cadenas-Sanchez C, et al. Physical fitness and shapes of subcortical brain structures in children. Br J Nutr. 2019;122(s1):S49-S58.

21. Chaddock L, Erickson KI, Prakash RS, et al. Basal ganglia volume is associated with aerobic fitness in preadolescent children. Dev Neurosci. 2010;32(3):249-256.

22. Chaddock L, Erickson KI, Prakash RS, et al. A neuroimaging investigation of the association between aerobic fitness, hippocampal volume, and memory performance in preadolescent children. Brain Res. 2010;1358:172-183.

23. Donnelly JE, Hillman CH, Castelli D, et al. Physical activity, fitness, cognitive function, and academic achievement in children: a systematic review. Med Sci Sports Exerc. 2016;48(6):1197.

24. Etnier JL, Nowell PM, Landers DM, Sibley BA. A meta-regression to examine the relationship between aerobic fitness and cognitive performance. Brain Res Rev. 2006;52(1):119-130.

25. Santana CCA, Azevedo LB, Cattuzzo MT, Hill JO, Andrade LP, Prado WL. Physical fitness and academic performance in youth: A systematic review. Scand J Med Sci Sports. 2017;27(6):579-603.

26. Marques A, Santos DA, Hillman CH, Sardinha LB. How does academic achievement relate to cardiorespiratory fitness, self-reported physical activity and objectively reported physical activity: a systematic review in children and adolescents aged 6–18 years. Br J Sports Med. 2018;52(16):1039.

27. Ruiz JR, Castro-Piñero J, España-Romero V, et al. Field-based fitness assessment in young people: the ALPHA health-related fitness test battery for children and adolescents. Br J Sports Med. 2011;45(6):518-524.

28. Esteban-Cornejo I, Cadenas-Sanchez C, Contreras-Rodriguez O, et al. A whole brain volumetric approach in overweight/obese children: Examining the association with different physical fitness components and academic performance. The ActiveBrains project. Neuroimage. 2017;159:346-354.

29. Esteban-Cornejo I, Mora-Gonzalez J, Cadenas-Sanchez C, et al. Fitness, cortical thickness and surface area in overweight/obese children: The mediating role of body composition and relationship with intelligence. Neuroimage. 2019;186:771-781.

30. Rodriguez-Ayllon M, Esteban-Cornejo I, Verdejo-Román J, et al. Physical fitness and white matter microstructure in children with overweight or obesity: the ActiveBrains project. Sci Rep. 2020;10(1):1-9.

31. Esteban-Cornejo I, Rodriguez-Ayllon M, Verdejo-Roman J, et al. Physical fitness, white matter volume and academic performance in children: findings from the ActiveBrains and FITKids2 projects. Front Psychol. 2019;10:208.