Pourquoi certaines personnes sont-elles essoufflées après un court jogging, alors que d’autres semblent glisser sans effort ? L’entraînement, la condition physique et la force musculaire jouent naturellement un rôle. Les chercheurs ont découvert que le cerveau a également une forte influence, en particulier sur la manière dont une activité physique intense est perçue.

Le sport met à l’épreuve non seulement le corps, mais aussi la façon dont le cerveau interprète l’effort. Les scientifiques ont découvert que faire vibrer les tendons avant de faire du vélo permet aux gens de faire plus d’efforts sans avoir l’impression d’en faire plus. Leurs muscles et leur cœur travaillent plus longtemps, mais leur perception de l’effort reste inchangée. Ce décalage entre le cerveau et le corps pourrait un jour contribuer à rendre l’exercice moins intimidant, en particulier pour les personnes qui ont du mal à rester actives.

Quelle est l’influence de la chronobiologie sur le sport et les performances ?

La chronobiologie s’intéresse aux horloges internes du corps, en particulier au rythme circadien (rythme d’environ 24 heures). Ces rythmes influencent entre autres

• l’activité de certaines régions du cerveau,
• le traitement des stimuli sensoriels (par exemple, la tension musculaire),
• la fréquence cardiaque, la force musculaire et le métabolisme,
• la motivation, la fatigue et la perception de la douleur et de l’effort.

La perception de l’effort et la capacité de performance du cerveau et du corps sont contrôlées par des rythmes biologiques internes qui dépendent du temps. La chronobiologie montre que ce traitement fonctionne différemment selon le moment de la journée. Par exemple, en fin d’après-midi, le cerveau perçoit souvent l’effort physique comme moins pénible qu’en début de matinée, même si la performance objective est la même. Les découvertes chronobiologiques pourraient expliquer quand de tels effets (tels que la perception réduite de l’effort par les vibrations) sont particulièrement forts ou faibles et comment programmer l’entraînement de manière à ce qu’il soit subjectivement plus facile. Les rythmes chronobiologiques contrôlent la manière dont le cerveau et le système nerveux interprètent les signaux corporels tels que la tension musculaire, la fatigue et l’effort. La vibration des tendons modifie précisément ce traitement central et dissocie la perception subjective de l’effort de la performance physique réelle. La chronobiologie fournit donc le cadre permettant de comprendre quand et dans quelles conditions de temps interne ces effets sont particulièrement efficaces. Elle établit donc un lien entre le contrôle neuronal de l’effort et la synchronisation biologique du corps.

Pourquoi la sensation d’effort est-elle différente d’une personne à l’autre ?

L’effort fait référence à l’énergie que nous dépensons dans des activités telles que la course à pied, le cyclisme ou l’haltérophilie. Si cette dépense énergétique peut être mesurée physiquement, la perception de l’effort n’est pas purement mécanique. Elle est également influencée par la perception, qui peut varier considérablement d’une personne à l’autre. Cette perception joue un rôle important dans la poursuite de l’activité physique. Si une séance d’entraînement est perçue comme trop pénible, les gens sont plus susceptibles de l’abandonner ou de l’éviter complètement. Si la même activité est perçue comme faisable, elle est plus agréable et plus facile à poursuivre sur une longue période.

Cela soulève une question intéressante. Que se passerait-il si la sensation d’effort elle-même pouvait être réduite de manière à ce que les gens puissent surmonter le sentiment que l’exercice est tout simplement trop pénible ? Benjamin Pageaux, professeur au département de kinésiologie et des sciences du mouvement de l’Université de Montréal, explore cette idée avec trois chercheurs de l’Université Savoie Mont Blanc en France dans le cadre d’un projet de recherche international.

Comment la vibration peut modifier les signaux du cerveau

Dans une étude récente, l’équipe de recherche a cherché à savoir si la vibration de certains tendons pouvait réduire l’effort perçu à vélo. Elle a utilisé un appareil de vibration portable conçu pour stimuler les tendons avant l’exercice. Des volontaires ont participé à des tests en laboratoire sur un vélo stationnaire. Chaque participant a été soumis à deux conditions : une séance après vibration des tendons et une autre sans vibration préalable. Pour la condition de vibration, l’appareil a été fixé aux tendons d’Achille et aux ischio-jambiers et activé pendant 10 minutes avant le début du cyclisme. Les participants ont ensuite pédalé pendant trois minutes à un rythme qu’ils percevaient comme modéré ou intense, en adaptant leur effort au niveau cible. Les résultats ont été impressionnants. Après la vibration des tendons, les participants ont généré plus de puissance et ont eu des fréquences cardiaques plus élevées que lors des séances sans vibration. Bien que leur corps travaille davantage, leur perception de l’effort n’a pas augmenté.

Les chercheurs tentent maintenant de comprendre comment la vibration des tendons modifie l’interprétation de l’effort par le cerveau. Bien que les mécanismes biologiques exacts soient encore à l’étude, Pageaux a proposé plusieurs explications possibles. « Selon l’amplitude et la fréquence de la vibration, nous pouvons stimuler ou inhiber les neurones de la moelle épinière », explique-t-il. « En outre, une vibration prolongée modifie la réactivité des fuseaux neuromusculaires et change le signal envoyé au cerveau. En modifiant les informations transmises au cerveau par les muscles, les vibrations semblent modifier la perception du mouvement et de l’effort. En conséquence, l’exercice peut sembler plus facile, même si les muscles exercent une plus grande force.

Motiver les gens à faire plus d’exercice

Bien que les résultats soient prometteurs, la recherche n’en est qu’à ses débuts. Jusqu’à présent, les tests se sont limités à de courts exercices de cyclisme dans des conditions contrôlées. « Il n’a pas été testé dans le cadre d’un marathon, mais seulement dans le cadre d’un exercice de cyclisme court de trois minutes », a souligné M. Pageaux. « Néanmoins, c’est la première fois qu’il a été démontré qu’il fonctionne dans ce type d’entraînement. L’équipe prévoit ensuite d’étudier de plus près l’activité cérébrale pendant l’exercice. Elle souhaite utiliser des outils tels que l’électroencéphalographie et l’imagerie par résonance magnétique pour découvrir comment les vibrations des tendons affectent l’activité neuronale pendant que les personnes se dépensent physiquement.

Les chercheurs étudient également le processus inverse. Ils veulent mieux comprendre comment la douleur et la fatigue augmentent la sensation d’effort et rendent les activités physiques plus difficiles. À terme, l’objectif est de développer des stratégies qui réduisent la perception de l’effort et incitent davantage de personnes à devenir physiquement actives, en particulier celles qui mènent actuellement un mode de vie sédentaire. « En comprenant mieux comment le cerveau évalue la relation entre l’effort et la récompense perçue pendant l’exercice, nous espérons promouvoir une activité physique plus régulière », a déclaré M. Pageaux. « Et nous savons tous combien il est important pour notre santé et notre bien-être de rester actif !

Il est possible d’encourager une activité physique plus régulière en ciblant spécifiquement les mécanismes cérébraux qui établissent un lien entre l’effort et la récompense. Lorsque le cerveau évalue un exercice comme étant moins pénible ou plus gratifiant, la motivation à le répéter augmente. La compréhension de la manière dont le cerveau perçoit l’effort permet, par exemple, de :

• Développer des formes d’exercice qui semblent subjectivement plus faciles, même si elles sont efficaces.
• Utiliser des stimuli de soutien (par exemple, le rythme, les vibrations, la musique) qui réduisent la perception de l’effort.
• Planifier les heures d’entraînement de manière à ce qu’elles coïncident avec les périodes de plus grande motivation dans le rythme quotidien.
• Créer des expériences d’entraînement positives précoces qui activent le système de récompense et évitent les associations négatives.

Ainsi, l’exercice n’est plus perçu comme un fardeau, mais plutôt comme une expérience positive et réalisable. Cela augmente la probabilité que les gens intègrent l’activité physique dans leur vie quotidienne à long terme.