Et oui, courir un marathon rétrécit le cerveau

C’est une vérité scientifique. Mais heureusement temporaire, nous explique le neuroscientifique que nous avons consulté.

Si vous avez déjà couru un marathon, vous avez sans doute connu ça : le retour au bureau quelques jours après la course avec des jambes douloureuses, l'estomac qui gargouille et le cerveau embrumé. Une nouvelle étude suggère que ce brouillard cérébral peut vous surprendre, mais qu'il n’a rien d'exceptionnel. L'étude, publiée par des chercheurs espagnols dans la revue Nature, a utilisé l'imagerie par résonance magnétique (IRM) pour suivre dix marathoniens sur route et sur piste afin de voir ce qui se passe lorsque le cerveau est soumis à un stress important pendant l'exercice. Les résultats sont fascinants, et riches d'enseignements pour le neuroscientifique que nous avons interviewé, dont les conclusions devraient vous fournir une bonne excuse pour vous montrer un peu lent juste après avoir couru 42, 195 km !

Les effets du marathon sur le cerveau

Lorsque vous courez un marathon, votre corps s'appuie principalement sur les glucides, en particulier sous forme de glycogène, comme source d'énergie pour vous alimenter jusqu'à l'arrivée. Ce glycogène provient des muscles, du foie, du cerveau et d'autres organes. Le problème est que les coureurs épuisent souvent cette source d'énergie avant d'atteindre la ligne d'arrivée.

Lorsque les réserves de glycogène commencent à s'épuiser pendant la course, le corps se tourne vers une deuxième source de carburant : les graisses. Notre corps contient beaucoup plus de graisses que de glucides, ce qui en fait une excellente source de carburant, bien que moins efficace, pour un exercice prolongé tel qu'un marathon.

La graisse est notamment stockée dans la myéline agissant comme une sorte de gaine isolante enveloppant les axones dans les systèmes nerveux périphérique et central, aidant ainsi les neurones à communiquer plus rapidement. La myéline est composée de 70 à 80 % de lipides, une forme de graisse.

Ainsi, lorsque le cerveau est en manque de glycogène, les chercheurs émettent l'hypothèse qu'il pourrait commencer à utiliser comme carburant la myéline qui recouvre les axones. Il s'agit d'un concept appelé « plasticité métabolique de la myéline », une façon ingénieuse pour l'organisme de s'adapter au stress énergétique du cerveau.

Le cerveau des coureurs soumis à un scanner

Pour explorer cette hypothèse, les chercheurs ont utilisé une technique d'IRM avancée, la relaxométrie multicomposante, afin d'examiner la quantité de myéline dans le cerveau de 10 marathoniens. Chaque participant à l'étude - huit hommes et deux femmes, âgés de 45 à 73 ans - a couru un marathon sur route ou sur sentier, dont le célèbre marathon de Valence et le  Zegama-Aizkorri.

IRM et histogramme montrant une réduction significative du MWF dans les zones de matière blanche et grise 1 à 2 jours après le marathon, et un rétablissement ultérieur aux niveaux d'avant la course pendant deux mois de récupération. (Photo : Springer Nature)

Les chercheurs ont examiné la fraction d'eau de la myéline (FEM), qui sert d'indicateur de la quantité d'eau entre les couches de myéline. Cette fraction indique si les lipides de la myéline contribuent à l'activité cérébrale.

Les coureurs ont subi des scanners cérébraux deux jours avant la course, dans les 48 heures suivant l'arrivée, deux semaines et deux mois plus tard. 

Bien que la taille de l'échantillon soit très réduite et qu'il y ait des différences entre les sexes, les scanners réalisés avant la course ont montré que la distribution globale du MWF dans le cerveau était très similaire entre les coureurs, à quelques légères variations prés. Leurs niveaux de MWF étaient également proches de ceux observés chez les personnes en bonne santé qui ne courent pas, quel que soit leur âge.

La déshydratation n'est pas en cause

Pour le scanner réalisé 24 à 48 heures après la course, les chercheurs ont segmenté le cerveau en 50 régions de matière blanche, cette dernière étant composée d'axones myélinisés. Sur les 50 régions, 12 présentaient des niveaux de MWF inférieurs après la course, ce qui signifie qu'il y avait moins de myéline. Les baisses les plus importantes (environ 28 % et 26 %) ont été observées dans deux régions qui contribuent au mouvement et à la coordination. Mais aussi au traitement des sentiments et des informations sensorielles.

L'une des questions soulevées était de savoir si la déshydratation avait contribué à ces changements dans la myéline. Mais après avoir mené un suivi, les chercheurs n'ont constaté aucun changement dans le volume des différentes régions du cerveau, y compris la matière grise totale, la matière blanche totale, le cervelet, le cerveau profond et le tronc cérébral. La déshydratation n'était donc probablement pas en cause.

Lors de l'examen de suivi effectué deux semaines plus tard, les niveaux de CMM s'étaient améliorés, même s'ils étaient encore inférieurs à ceux d'avant la course. Au bout de deux mois, les niveaux de MWF s'étaient complètement rétablis.

Ce que ces résultats signifient pour vous

Immédiatement après un marathon, le cerveau subit une réduction de la teneur en myéline, en particulier dans les régions liées au mouvement et à la coordination, ce qui suggère qu'il utilise la graisse de la myéline comme source de carburant. Mais il se rétablit complètement en l'espace de quelques mois.

Vous vous demandez peut-être s'il est possible d'éliminer plus rapidement le brouillard cérébral lié au marathon et s'il existe des moyens de stimuler la myéline. Jusqu'à présent, les recherches ne sont pas très claires sur ce point, et la plupart d'entre elles (si ce n'est toutes) ont été menées sur des populations malades (par exemple, des personnes atteintes de sclérose en plaques, qui est une maladie de la myélinisation) ou sur des modèles animaux (par exemple, des souris). Une étude sur les souris a ainsi montré qu'une alimentation riche en graisses saturées combinée à un exercice physique modéré favorise la remyélinisation. 

Certaines données suggèrent également que l'apprentissage de nouvelles compétences motrices peut favoriser la remyélinisation. Sans parler, bien sûr, d'un bon sommeil, particulièrement bénéfique.

Bien que le marathon puisse taxer temporairement les réserves d'énergie du cerveau et altérer sa structure, le cerveau s'avère aussi résistant que le corps qu'il soutient. Ces résultats ne suggèrent pas que nous devrions arrêter de courir des marathons, loin de là. Elles mettent plutôt en évidence les remarquables capacités de notre cerveau à s’adapter face aux exigences métaboliques et à se rétablir dans la foulée, nous rappelant que l'endurance n'est pas seulement un exploit physique, mais aussi neurologique.