Le buzz entourant cette nouvelle technologie n’était jusqu’à présent pas justifié face au manque de preuves de son efficacité. Mais ces derniers temps, les études scientifiques semblent rattraper leur retard.
D'un point de vue purement scientifique, il semble assez incroyable de pouvoir repousser les limites physiques grâce à du courant électrique transmis au cerveau. Sans rien changer à la façon dont nos muscles fonctionnent, à notre respiration ou à notre rythme cardiaque, on peut (en théorie) aller plus loin ou plus vite : la stimulation électrique appliquée à des parties précises de notre cerveau permettrait d’améliorer nos capacités. C'est une illustration assez étonnante du rôle du cerveau à établir nos limites physiques.
En pratique cependant, les choses sont un peu plus compliquées. Faut-il vraiment célébrer l'avènement d'une nouvelle ère de dopage cérébral, où il faudrait connecter son crâne pour espérer grimper sur la plus haute marche du podium ? On a beaucoup écrit ces dernières années sur une technique appelée stimulation cérébrale transcrânienne à courant continu, et à mon plus grand soulagement, même si elle semble fonctionner quand elle est testée en laboratoire, il n'y a pas, ou peu, de preuves convaincantes que des appareils disponibles dans le commerce comme celui de Halo Neuroscience permettent d’obtenir les mêmes résultats.
Mais cela pourrait changer, pour le meilleur ou pour le pire. Le mois dernier, deux nouvelles études, l'une portant sur la course à pied, l'autre sur le cyclisme, ont été publiées. Elles témoignent d’améliorations importantes dans la performance sportive de coureurs grâce au casque à stimulation cérébrale de Halo. Les deux études ont été réalisées à petite échelle et laissent certaines questions sans réponse. Mais à mesure que la stimulation cérébrale se popularise, il semble important de prêter attention aux nouvelles avancées sur le sujet.
Quand on fait passer un faible courant électrique au niveau du cerveau - généralement environ deux milliampères, soit une intensité bien moindre que pour les électrochocs - cela modifie l'excitabilité des neurones ciblés, favorisant ainsi leur fonctionnement pendant l'heure qui suit la stimulation. Il y a beaucoup de théories différentes sur comment ou pourquoi cette technique pourrait stimuler l'endurance, mais celle que je trouve la plus convaincante est la suivante :
Pour pédaler sur un vélo, la région du cerveau appelée le cortex moteur doit envoyer des signaux à nos muscles. En stimulant le cortex moteur, ces signaux cérébraux se transmettent de neurone en neurone plus “facilement”. Selon une de ces théories, notre sens subjectif de l'effort répond, au moins en partie, à l'ampleur de la stimulation cérébrale nécessaire pour activer nos muscles. Ainsi, s'il est plus facile de générer et de transmettre ces signaux cérébraux, le fait de pédaler ou de courir à un certain rythme semblera plus facile : on peut donc aller plus vite ou maintenir ce rythme plus longtemps.
La principale conclusion de certains des articles les plus convaincants sur la stimulation cérébrale reste que l'amélioration de l'endurance va de pair avec une diminution du sens de l'effort dès le début de l'exercice.
De meilleurs résultats avec la stimulation cérébrale
L'une des études les plus récentes sur le sujet, publiée dans PLOS One, a été menée par une équipe de chercheurs sud-coréens dirigée par Joung-Kyue Han de l'Université Chung-Ang. Dix volontaires ont été soumis à une épreuve d’effort de course à pied à 80 % de VO2max, un rythme qu'ils ont pu maintenir pendant environ 20 minutes. Avant l’épreuve, ils ont reçu 20 minutes de stimulation cérébrale, réelle ou simulée, avec un casque Halo. Chaque volontaire a effectué le test deux fois à quelques jours d'intervalle, une fois dans l'une ou l'autre situation, dans un ordre aléatoire.
Après la stimulation cérébrale réelle, les coureurs ont tenu environ 15 % plus longtemps pendant l’épreuve d'endurance : 21,18 minutes contre 18,44 minutes en moyenne. Sept des dix volontaires ont obtenu de meilleurs résultats avec la stimulation cérébrale. En raison de l'énergie déployée pour accélérer ou ralentir, même légèrement, les épreuves d’effort ont tendance à modifier les performances de façon beaucoup plus importante que les courses ou les contre-la-montre : selon une estimation, une augmentation de la vitesse de 15 % lors d’une épreuve d’effort équivaut environ à une augmentation de 1 % lors d’une course.
Aucune des mesures prises en dehors du cerveau n'a pu expliquer le changement de performance : la fréquence cardiaque, la consommation d'oxygène et la respiration étaient toutes identiques en se référant à un moment donné, avec ou sans stimulation cérébrale. De façon plutôt inattendue, la perception subjective de l'effort accompli était également la même dans les deux situations. Ce qui va à l'encontre de l'idée que l’on tient plus longtemps sur un tapis roulant parce qu’on est dans de meilleures conditions, et cela contredit aussi les résultats précédents mentionnés plus haut. Bien que ce sujet soit longuement abordé dans l’étude sud-coréenne, il en ressort qu’ils ne savent pas trop quoi en conclure...
Temps de réaction et prise de décision
Le deuxième article, publié dans Frontiers in Physiology par une équipe de chercheurs dirigée par Xinyan Zheng de l'Université du sport de Shanghai en Chine, se penche sur le cyclisme sur piste et la performance cognitive. Le mode opératoire est assez similaire : neuf bénévoles doivent faire cinq sprints complets de six secondes chacun avec 24 secondes de pédalage à un rythme normal entre chaque sprint.
Une nouveauté toutefois : l’ajout de deux tests cognitifs, l'un avant la stimulation cérébrale et l'autre après l’épreuve cycliste. Ils ont utilisé ce qu'on appelle l’effet Stroop, qui consiste à nommer la couleur qui apparaît à l’écran (par exemple “vert”), que la couleur de police corresponde ou non au mot en question. Et je peux en témoigner, c'est encore plus déroutant que ça en a l'air quand on essaie de le faire ! Il s'agit d’évaluer les fonctions exécutives, ce qui est parfois utilisé pour mesurer l’effet de la fatigue mentale sur le temps de réaction et la prise de décision.
Une fois encore, les sujets ont été plus performants après la stimulation cérébrale, bien que dans ces sprints ultra-courts de six secondes, ils n'aient pas pu mesurer leur perception de l’effort (qui était vraisemblablement maximal à chaque fois de toute façon). Voici à quoi ressemblait la puissance moyenne au sprint, avec stimulation cérébrale (carrés foncés) et sans (carrés clairs) :
Les résultats cognitifs sont un peu plus difficiles à analyser, mais il semble qu'il y ait eu un effet bénéfique. Lors du test avec l’effet Stroop et quand le mot et la couleur de la police sont mal assortis, le taux de précision de la réponse diminuait après l'exercice quand la stimulation cérébrale était fictive, mais augmentait après l'exercice quand la stimulation était réelle. D’autres résultats sont beaucoup moins concluants et me laissent donc sceptique, mais les chercheurs soulignent que si la stimulation cognitive est réelle, cela pourrait avoir des conséquences dans les sports où la prise de décision est importante, comme le foot et les sports techniques comme le ski ou le VTT.
Tout cela est bien sûr intéressant, mais au risque de passer pour un rabat-joie, je me permets d’émettre quelques mises en garde. Les parties “débats” des deux études contiennent toutes sortes d'idées biologiquement plausibles sur la façon dont la stimulation cérébrale pourrait fonctionner : la région A du cerveau communiquerait avec la région B du cerveau qui communiquerait avec la région C, ces régions jouant toutes des rôles différents, ce qui permettrait de courir plus vite sans modifier la perception de l’effort accompli. Mais dans tout cela, il y a beaucoup de conditionnel...
Dire les choses de manière compliquée n’est pas forcément mauvais. Mais l'incapacité des études à donner des indications claires sur l’amélioration des performances est quelque peu problématique. J'aurais beaucoup plus confiance dans les résultats si l'étude en cours avait permis de montrer un changement dans la perception de l'effort, comme l'ont fait les études précédentes réalisées en laboratoire.
Où placer les électrodes
Une autre chose m'intrigue : l'emplacement des électrodes. Pour que le courant électrique passe, il faut deux électrodes. Dans cette forme de stimulation cérébrale, l'anode augmente le fonctionnement des neurones voisins, à l’inverse de la cathode qui l’atténue. En 2017, Alexis Mauger, chercheur à l'Université du Kent, laissait entendre que l'une des raisons de l’irrégularité des résultats des études sur la stimulation cérébrale était que les effets négatifs de la cathode interféraient avec les effets positifs de l'anode. En déplaçant la cathode du crâne vers l'épaule, il a obtenu des résultats plus constants permettant d’améliorer la performance.
La configuration du casque Halo dans les études nécessite la présence de trois électrodes : une anode tout en haut de la tête et deux cathodes au niveau des deux oreilles (imaginez un casque pour écouter de la musique avec la barre qui traverse le haut du crâne). En théorie, le courant électrique est impulsé à travers le cortex moteur des deux côtés de la tête. Mais quelle est l'importance de la position exacte des électrodes ? Placer les cathodes si près de l’anode provoque-t-il des effets négatifs?
On pourrait très bien répondre : les coureurs et les cyclistes ont amélioré leurs performances, donc les électrodes sont bien placées. Mais en tirer une telle conclusion semble risqué. Ces nouvelles technologies provoquent le buzz et j’imagine que des dizaines de laboratoires à travers le monde sont en train de faire des expériences scientifiques en utilisant le casque Halo. Les études évoquées ici sont les premières qui s’intéressent à la question de la performance sportive, mais il est impossible de savoir combien d’études dorment dans des tiroirs parce que les résultats n’ont pas été jugés assez intéressants pour être publiés.
Autrement dit, ces études ne proposent pas de réponse définitive sur l’efficacité du casque Halo. Les raisons de rester prudent ne manquent pas. Cela dit, lorsqu'on les examine conjointement avec les études antérieures faites en laboratoire, les résultats sont très prometteurs. A ce stade, je ne peux que supposer que la stimulation cérébrale réalisée dans de bonnes conditions améliore sans doute les performances en endurance. Jusqu'à présent, j'étais plutôt sceptique sur le fait que la technologie développée par Halo aille jusque-là. Mais je suis prêt à changer d'avis à ce sujet.
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