Émotions et adaptations motrices

Chapitre I : Émotion et Adaptations Motrices (Récapitulatif)

Ce chapitre explore l'interconnexion intrinsèque entre les émotions et la motricité, soulignant qu'il n'y a plus de dualité corps et esprit.

Introduction : Liens entre Motricité et Émotion

• Relation bidirectionnelle : Le psychiqueet le cognitif influencent le moteur, et inversement.
• Double intérêt :
• Théorique : Comprendre les mécanismes sous-jacents.
• Pratique : Évaluer l'impact sur la performance sportive.

Mécanisme du Lien entre Émotion et Motricité

Définition de l'émotion :

• Étymologie : "E-motion" partage la même racine que "mouvement", suggérant un vécu corporel.
• Définition (Ekman, 1992) :Un état complexe multidimensionnel impliquant des changements cognitifs, comportementaux, subjectifs et corporels.
• Composantes : Cérébrales, corporelles, cognitives.

Rôle du Système Nerveux Autonome (SNA) :

• Les modifications corporelles émotionnelles résultent de l'activation du SNA.
• SNA : Contrôle les fonctions automatiques (respiration, digestion, fonction cardiaque).
• Deux systèmes principaux :
1. Système Nerveux Sympathique : Active la réponse de combat ou de fuite (fight or flight).
2. Système Nerveux Parasympathique : Induit le retour au calme et la relaxation.

Organisation Anatomique des Zones Modulant le Système Sympathique (Cerveau Émotionnel ou Limbique) :

• Thalamus : Traite les informations sensorielles, rôle dans la réaction de sursaut.
• Gyrus Cingulaire : Lie émotions et action, décision, système de récompense/punition.
• Amygdale : Traitement des émotions, bascule entre sympathique et parasympathique. Signaux négatifs (menace/peur) → active le SNA sympathique → réponse combat/fuite. Impliquée dans la mémoire émotionnelle.
• Hippocampe : Mémoire, apprentissage, régulation de l'humeur et du stress.
• Hypothalamus : Pont entre SNC et système endocrinien. Module le SNA sympathique via deux voies :
1. Voie rapide : Nerveuse puis hormonale.
2. Voie lente : Purement hormonale.

Activation du SNA et ses Effets Corporels :

L'activation du SNAsympathique se manifeste de deux manières principales :

1. Libération de Noradrénaline (neurotransmetteur) :
   • Récepteurs $\alpha1$ : vasoconstriction.
   • Récepteurs$\beta1$ (cœur) : accélération du rythme cardiaque.
   • Récepteurs $\beta2$ (poumons) : bronchodilatation, relaxation des muscles lisses.
   • Conséquences :Augmentation de la fréquence cardiaque et pression artérielle, vigilance, concentration, mobilisation du glucose. Favorise colère ou peur. Une faible synthèse est liée à l'humeur dépressive.
2. Sécrétion Hormonale :
   • Voie Thalamique (rapide) :
     • Thalamus → médullosurrénales → production d'adrénaline.
     • Effets physiologiques : augmentation rythmecardiaque, tension artérielle, etc.
   • Voie Hypothalamo-hypophysaire (lente) :
     • Hypothalamus → CRH → Hypophyse → ACTH → Glandes corticosurrénales → libération de cortisol.
     • Effets de plus longue durée : augmentation glycémie, perturbation vigilance, anxiété.

Récapitulatif des Modifications Physiologiques Liées aux Émotions :

• Activation système limbique suite à menace → comportement de fuite/combat.
• Conséquences physiologiques :
  • Augmentation fréquence cardiaque et pression artérielle.
  • Dilatation des pupilles, sudation, accélération respiration.
  • Diminution de la digestion.

Système Nerveux Parasympathique :

• Fonction : Inverse le sympathique, retour au calme, ralentit le régime physiologique.
• Organisation Anatomique :
  • Fibres issues du tronc cérébral (nerf vague X) et de la zone sacrée (nerfs pelviens).
  • Neurones pré-ganglionnaires longs vers les organes cibles.
  • Ganglions terminaux proches oudans les organes.
  • Neurones post-ganglionnaires courts libèrent de l'acétylcholine.
• Contrôle : Modulé par des zones cérébrales centrales(système limbique, thalamus, tronc cérébral).
• Effets de l'Acétylcholine : Inhibiteur sur les fonctions corporelles, relaxant, favorise la digestion.
  • Diminution fréquence cardiaque et pression artérielle.
  • Constriction pupilles, diminution sudation et respiration.
  • Augmentation digestion.

Impact de l'Activation sur la Motricité Humaine :

• Les émotions (positives ou négatives) activent le SNA.
• Sympathique (colère, peur) : "Combat/Fuite".
• Parasympathique (calme, relaxation, tristesse).

III- Études sur les Effets des Émotions sur la Motricité

Théorie biophasique de l'émotion (Bradley, 1997) :

Les émotions sontclassées selon :

1. Intensité (niveau d'activation).
2. Valence (appétitive vs. défensive).

1) Effet del'Intensité de l'Activation :

• L'attention est cruciale pour le contrôle de la motricité et les fonctions cognitives.
• Deux mécanismes de l'attention :
1. Activation :
   • Correspond à un "régime" de l'organisme favorable à l'action et à la prise d'information (vigilance).
   • Modifiée par : rythme chronobiologique, niveau de stimulation (externe/émotions).
   • Émotions qui augmentent l'activation (colère, peur, joie) vs. celles qui la baissent (tristesse, chagrin).
   • Focalisation de l'attention = concentration de l'activation.
   • Loi de Yerkes-Dodson (1908) : Le lien activation-performance est en U inversé. Trop ou trop peu d'activation nuit à la performance.
2. Inhibition :
   • Réduction de la sensibilité perceptive et capacité à annuler/retarder des actions (ex. tâche Go/No-Go).
   • Forte activation → forte impulsivité → difficultés d'inhibition.
   • Émotions fortes en inhibition (tristesse) → difficultés à initier des actions.
• Équilibre activation/inhibition est essentiel pour une motricité contrôlée et précise.

2) Valence Appétitive vs. Défensive :

• Émotions appétitives (sourire, attachement) : vécu agréable, positif.
• Émotions défensives (peur, colère) : vécu négatif, désagréable.
• Ces valences ont des effets différents sur le cerveau et la préparation aux actions.
• Études initiales (Chen & Bargh, 199) : Émotions défensives → réponses plus rapides, plus puissantes, mais plus d'erreurs (lié à la forte activation).
• Études avec levier :
  • Perception d'imagesaversives → mouvement d'extension rapide.
  • Perception d'images appétitives → mouvement de flexion (Cacioppo et al., 1993).
• Exemple (Coombes et al., 2006) : Mouvement d'extension influencé par des stimuli visuels (visages plaisants/déplaisants/neutres).

Résumé du Chapitre I :

• Le cerveau module la motricité et les performances motrices via l'émotion.
• Le système nerveux autonome est l'élément clé de cette relation.

Chapitre II : Impact de l'Exercice Physiquesur le Fonctionnement Mental

Mise en Contexte :

• L'idée que l'exercice physique améliore le fonctionnement cérébral est ancienne : "Mens Sana in corpore sano".
• OMS : La santé est un étatde bien-être physique, mental et social.
• Effets négatifs : Depuis les années 1980, le syndrome de surentraînement (dégradation des performances physiques et de la santé mentale : anxiété, dépression, troubles du sommeil/alimentaires) a été documenté.
• Relation en U inversé : L'intensité de l'exercice physique et la santé mentale ne sont pas linéaires. Des intensités modérées sont souvent plus bénéfiques.
• Précisions Terminologiques :
• Activités mentales :
• Cognitives : Opérations de traitement de l'information (perception, mémoire, apprentissage, attention, fonctions exécutives comme flexibilité, planification, inhibition).
• Affectives : Réactions émotionnelles (valence positive/négative).
• Chronologie des effets :
• Aigus : Immédiats.
• Chroniques : À long terme.

Partie 1 : Effets Aigus de l'Exercice Physique

I- Effets sur les Fonctions Cognitives :

• Globalement positif (méta-analyses, ex: Basso et al., 2015).
• L'exercice améliore les fonctions dépendantes du cortex préfrontal (fonctions exécutives).
• Moins d'effets surles fonctions dépendantes de l'hippocampe (mémoire).

Applications sur l'Attention Sélective :

• Inhibition perceptive : Capacité à ignorer les informations non pertinentes (ex: phénomène de cocktail party, test STROOP).
• Test STROOP : L'exercice physique améliore la capacité d'irréduction (temps de lecture plus court, moins d'erreurs).
• Tâche Go/No-Go : Mesure la capacité d'inhiber une réponse attendue. L'exercice peut améliorer le temps de réaction sur les essais réussis.

Applications sur la Flexibilité Mentale :

• Flexibilité : Capacité à commuter entre plusieurs tâches (ex: Trail Making Test).
• Étude Engeroffs et al. (2021) : Les exercices de résistance à intensité modérée ($60\%$ 1MR) améliorent les performances cognitives post-exercice.

II- Effet de l'Intensité sur l'Efficacité de l'Exercice Physique :

• Débat sur la littérature scientifique :
  • Loi de Yerkes-Dodson : Effet en U inversé, un niveau optimal d'activation améliore la performance, au-delà, elle se dégrade.
  • Activation : Liée à la performance. L'exercice physique modifie l'activation, qui àson tour modifie la cognition.
  • Effort physique intense → sollicitation du système sympathique → sécrétion d'adrénaline et de cortisol → augmentation de l'activation.
  • Certaines études suggèrent un effet positif pourtoutes les intensités (Change et al., 2009).
  • D'autres proposent une spécificité : intensité modérée ↔ flexibilité mentale, inhibition ; intensité forte ↔ réactivité mais baisse de précision.

III- Bilan de l'Effet de l'Exercice Aigu sur les Fonctions Cognitives :

• Un exercice, même modéré, a un effet positif.
• L'impact dépend de l'intensité, suivant une courbe en U inversé.
• Le rôle de l'activation du système sympathique et de ses cascades d'effets est central.

IV- Les Effets de l'Exercice Physique sur le Fonctionnement Cérébral :

A) Effets sur les Activités Cérébrales mesurées par Neuroimagerie :

Utilisation de techniques comme l'EEG et la fNIRS.

1) Mesures Électroencéphalographiques (EEG) :

• L'EEG mesure l'activité électrique des neurones corticaux.
• Rythmes Alphas ($8 \pm 13 Hz$) : Les études montrent une augmentation de l'activité alpha après l'exercice, associée à une réduction de l'anxiété et de la fatigue (Petruzzello, 1991). Les effets peuvent être transitoires.
• Rythmes Théta ($4 \pm 8 Hz$) : L'exercice physique améliore les ondes Théta, impliquées dans la navigation spatiale et la plasticité cérébrale (Buzzaldi et al., 2013). Cette augmentation pourrait refléter une plusgrande libération d'acétylcholine, essentielle à l'apprentissage et la mémoire.

2) EEG Provoqué (Potentiels Évoqués) :

• Reflètent l'activation synchronisée des neurones suite à un événement(stimulus ou action).
• Composantes précoces (N1, P2) : Réfèrent à l'attention sélective (filtrage).
• Composantes tardives (N2, P3) : Réfèrent àdes fonctions cognitives centrales (inhibition, allocation des ressources attentionnelles).
• Étude Kamijo et al. (2009) : L'exercice léger à modéré améliore les performances dans une tâche de Flanker, surtout chez les seniors, suggérant uneamélioration de la fonction exécutive.

B) Mesures de l'Effet de l'Exercice Aigu par Spectroscopie Proche Infra-Rouge Fonctionnelle (fNIRS) :

• Principe : Détecte les changements de concentrations sanguines locales (oxy-hémoglobine et déoxy-hémoglobine) pour mesurer l'activité cérébrale.

C) Effets de l'Exercice Aigu sur la Neurochimie :

1) Lactate :

• Produit pendant l'effort aérobie intense.
• Le lactate peut traverser la barrière hémato-encéphalique et être une source alternatived'énergie pour le cerveau.
• Impliqué dans la mémoire : Les astrocytes l'utilisent pour la formation de la mémoire à long terme (Suzuki et al., 2011).

2) Cortisol:

• Le cerveau a des récepteurs au cortisol (cortex préfrontal, hippocampe, amygdales).
• Courbe en U inversé : Une légère augmentation → amélioration de la mémoire de travail.Une forte augmentation → dégradation de la mémoire et de l'apprentissage.

3) Facteurs Neurotrophiques :

• BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) :
  • Rôle : Survie neuronale, plasticité cérébrale, croissance et reproduction des neurones.
  • L'exercice physique aigu stimule sa synthèse périphérique (foie, muscles), proportionnellement à l'intensité de l'exercice (Ferris et al., 2007).
  • Les études (Winter et al., 2007) montrent une amélioration de la rétention cognitive liée à l'exercice et au BDNF.
• IGF-1 (Insulin-like Growth Factor One) :
  • Contrôlé par l'hormone de croissance (GH).
  • Rôles : Hypertrophie musculaire, neurogenèse, survie neuronale, augmente le BDNF.
  • Sensible à l'exercice intensif (proche du seuil lactique), augmentant sa concentration d'au moins $15\%$ (effet durant 20 min post-exercice).
  • Une étude de Dings et al. (2006) a montré un lien entre l'IGF-1 etla mémorisation spatiale, nécessitant plusieurs jours pour des effets mesurables.
• VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) :
  • Rôle important dans la cognition, notamment par son augmentation dans les fibres detype 1 et au niveau de l'hippocampe après l'exercice.
  • L'exercice prolongé favorise ce facteur à long terme, suggérant son rôle dans des effets chroniques.

Conclusion Générale

• Le cerveau contrôle le mouvement (préparation, déclenchement, arrêt).
• Le cerveau est lui-même affecté par le mouvement (effet "bottom-up").
• Les mécanismesde cette relation sont multiples : biochimiques et hormonaux.
• Nécessité d'examiner les relations interactives cerveau-mouvement, notamment en lien avec la thématique de la fatigue.