De nombreuses dimensions de la santé humaine sont influencées de manière bénéfique par l’activité physique, notamment la santé neurologique. Plusieurs éléments de preuve convaincants indiquent que l’activité physique, en particulier l’exercice aérobique, est un puissant stimulus pour la neurogenèse, protégeant de nouveaux neurones et stimulant la cognition et les performances cérébrales.
Cependant, certains types d’activité physique peuvent également provoquer des lésions cérébrales aiguës et d’éventuelles séquelles neurodégénératives .
Les exemples les plus notables sont les sports qui augmentent le risque de commotion cérébrale et l’exposition à des impacts répétitifs à la tête.
Les neurologues du sport sont donc confrontés à une énigme intéressante : pourquoi le cerveau humain dépend-il de l’activité physique pour fonctionner de manière optimale et est-il pourtant susceptible d’être endommagé par certaines formes d’athlétisme ?
Bien que la connaissance des mécanismes immédiatement responsables d’un phénomène biologique soit nécessaire pour expliquer comment ce phénomène existe, seules la théorie et les données évolutionnistes peuvent expliquer pourquoi il existe. Il s’ensuit qu’une compréhension scientifique satisfaisante des raisons pour lesquelles les activités sportives sont nécessaires et potentiellement dangereuses pour la santé du cerveau humain nécessite une perspective évolutive.
L’ objectif de ce travail est d’apporter des réponses à trois questions. Premièrement, à quel type d’activité physique les humains sont-ils adaptés ? Deuxièmement, comment le cerveau humain a-t-il co-évolué avec les modèles d’activité physique ? Et troisièmement, pour quels types d’activité physique le cerveau humain est-il mal ou insuffisamment adapté ?
| À quels types d’activités physiques les humains sont-ils adaptés ? |
Pour montrer que les humains sont adaptés à certains types d’activité physique, il est utile de rappeler Darwin et sa théorie de la sélection naturelle.
La sélection naturelle est le résultat de trois phénomènes : (1) tous les organismes ont des traits variables ; (2) certains de ces traits sont hérités ; et (3) les organismes sont en compétition pour les ressources. L’intuition profonde de Darwin était qu’avec le temps, les traits héréditaires qui améliorent ou entravent la capacité d’un organisme à rivaliser et à produire une progéniture deviennent plus ou moins courants d’une génération à l’autre.
De nombreuses adaptations humaines sont liées à notre capacité à être physiquement actif. La survie et le succès reproductif chez les humains, comme chez tous les animaux, dépendent de la capacité à se déplacer pour obtenir des ressources, trouver des partenaires et éviter les prédateurs. La sélection naturelle a donné naissance à divers modèles d’activité physique chez les animaux
Plus précisément, les humains sont bien adaptés aux activités qui nécessitent de l’endurance plutôt que de la puissance et aux activités rares ou absentes chez d’autres primates et mammifères, comme la capacité de marcher et de courir sur de longues distances à des vitesses relativement rapides dans des conditions chaudes et arides.
Les modèles d’activité physique uniques aux humains ont commencé lorsque les lignées humaines et chimpanzées ont divergé de notre dernier ancêtre commun, il y a entre 8 et 5 millions d’années. Cette espèce était une forme de singe quadrupède qui vivait dans les forêts tropicales d’Afrique. Il était presque certainement bien adapté à l’escalade dans les arbres, aux combats et à d’autres activités nécessitant de la puissance, mais était moins capable d’activités d’endurance telles que les voyages sur de longues distances.
Il existe des preuves que les australopithèques (âgés de 7 à 4 millions d’années) étaient adaptés à une combinaison d’activités à la fois sur le sol et dans les arbres, leurs membres inférieurs présentant des adaptations clés pour la marche bipède, mais leurs membres supérieurs conservant de nombreuses caractéristiques utiles pour l’escalade. Bien que la bipédie des australopithèques ne soit probablement pas entièrement semblable à celle des humains, la sélection naturelle a apparemment favorisé des adaptations qui leur ont permis de voyager et d’obtenir de la nourriture plus efficacement dans des habitats ouverts et non forestiers.
L’Homo erectus (âgé de 3 à 2 millions d’années) était le plus ancien ancêtre connu doté d’un corps essentiellement humain. Contrairement à l’Australopithèque, qui conservait des adaptations à la vie dans les arbres, H. erectus était un bipède pleinement engagé. C’était la première espèce à pratiquer un mode de vie de chasse et de cueillette, ce qui signifiait une forte dépendance à l’égard d’activités qui nécessitent de l’endurance, notamment la marche sur de longues distances. Aujourd’hui, peu de groupes humains continuent de vivre de la chasse et de la cueillette, mais ceux qui le font et qui vivent en Afrique chaude et aride
Une autre adaptation fondamentale de H. erectus était sa capacité à courir d’endurance, probablement pour la chasse. La persistance de la chasse est rendue possible par la capacité des humains à courir de longues distances à des vitesses qui nécessitent le galop des mammifères quadrupèdes.
L’un des avantages dont disposent les humains à cette vitesse est la capacité unique développée à refroidir le corps par la transpiration.
Tous les autres mammifères doivent se rafraîchir en haletant, ce qu’ils ne peuvent pas faire en galopant. Par conséquent, lorsqu’ils sont poursuivis pendant de longues périodes, notamment par temps chaud, les animaux surchauffent et se cachent pour se rafraîchir. Les chasseurs humains poursuivent par intermittence leurs proies en courant, puis les traquent en marchant ; Finalement, les animaux s’effondrent à cause de l’hyperthermie, et deviennent alors des cibles faciles.
| Comment le cerveau humain a-t-il co-évolué avec les modèles d’activité physique ? |
Bien que les australopithèques aient un cerveau légèrement plus gros que celui des chimpanzés, l’hypertrophie cérébrale était prononcée chez H. Erectus. Le cerveau est devenu encore plus gros chez les descendants, notamment H. neanderthalensis (1 170-1 740 cm3) et l’homme moderne, H. sapiens (1 100-1 900 cm3). La coïncidence entre le pic initial de la taille du cerveau chez H. erectus et l’émergence d’adaptations pour l’endurance et le mode de vie de chasseur-cueilleur suggère fortement que ces phénomènes sont liés au cours de l’évolution.
La subsistance des chasseurs-cueilleurs dépend essentiellement de nos capacités cognitives uniques et complexes. Parmi les capacités les plus vitales figure une plus grande capacité de coopération, qui a dû être rendue possible chez H. erectus et ses ancêtres plus récents par l’expansion cérébrale. Pour y parvenir, il faut un cerveau équipé pour l’apprentissage culturel, dans lequel le comportement social d’une personne est formé à partir d’informations obtenues auprès des autres membres du groupe.
L’apprentissage culturel, quant à lui, nécessite une théorie de l’esprit pleinement développée (la capacité de comprendre l’esprit des autres), le pouvoir de raisonner, la faculté de communiquer par le langage et le comportement symbolique, les moyens de réaliser un suivi des interactions sociales complexes et les moyens de freiner les pulsions égoïstes et agressives. Toutes ces capacités cognitives humaines sont absentes ou sous-développées chez les autres primates.
La chasse pose le défi cognitif supplémentaire et exigeant de devoir anticiper les schémas de mouvement de proies évasives et souvent énigmatiques, non seulement pour localiser l’animal en premier lieu, mais également pour le suivre. Réaliser ces exploits nécessite une pensée à la fois inductive et déductive : une logique inductive pour trouver et suivre l’animal sur la base d’indices provenant de traces, de traces et d’autres images et odeurs, et une logique déductive pour former des hypothèses sur la façon dont l’animal est susceptible de se comporter et d’utiliser des indices pour tester ces prédictions. Les éléments cognitifs utilisés dans le suivi des animaux peuvent représenter les racines de la pensée scientifique .
Bien que les fondements neurophysiologiques de la motivation et de la propension des humains à certains types d’activité physique ne soient pas entièrement compris, un élément crucial est probablement le circuit naturel de récompense du cerveau . Ce système hautement sensible répond aux stimuli générés par l’activité physique, notamment l’exercice aérobique, et semble jouer un rôle important dans la motivation des gens à être physiquement actifs et à améliorer leurs performances. Par conséquent, les récompenses neurobiologiques pourraient constituer une cible importante pour la sélection naturelle favorisant des modèles particuliers d’activité physique, en particulier les activités basées sur l’endurance.
| Pour quels types d’activité physique le cerveau humain n’est-il pas bien adapté ? |
Bien que les médecins puissent considérer l’exercice comme une stratégie visant à prévenir ou à traiter les maladies, les biologistes évolutionnistes considèrent l’activité physique comme une adaptation ancienne. De ce point de vue, jusqu’à très récemment, les humains ne pouvaient jamais éviter l’activité physique ; Par conséquent, le cerveau humain en a besoin simplement parce que nous avons évolué pour être physiquement actifs. La question la plus intéressante est de savoir pourquoi le cerveau humain a évolué pour fonctionner si mal sans activité physique.
Dans le cerveau, l’augmentation des niveaux d’activité physique, en particulier l’exercice aérobique, entraîne une production accrue de facteurs neurotrophiques qui, à leur tour, augmentent la neurogenèse, la neuroprotection et la fonction cognitive.
L’argument selon lequel le cerveau humain est inadapté aux individus physiquement actifs mais limités en énergie conduit au concept de maladies d’inadaptation . Les inadaptations sont des maladies qui sont plus courantes ou plus graves aujourd’hui parce que notre corps et notre cerveau sont mal ou insuffisamment adaptés aux environnements modernes.
Les deux principaux critères pour les identifier sont les suivants :
(1) La maladie est actuellement plus courante ou plus grave que dans le passé parmi les populations humaines.
(2) Les déterminants évitables de la maladie sont devenus plus courants dans les environnements modernes.
Plusieurs maladies neurologiques et psychiatriques sont de bons candidats aux maladies d’inadaptation, en particulier celles dans lesquelles l’inactivité physique est un facteur de risque ou peut accélérer la maladie, comme la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, la sclérose en plaques, l’anxiété et la dépression. . Mieux comprendre la santé neurologique et mentale des chasseurs-cueilleurs vivants et d’autres populations contemporaines traditionnelles non industrialisées devrait être un objectif de recherche future.
Une perspective évolutive est également pertinente pour comprendre pourquoi le cerveau humain est si susceptible d’être endommagé par des activités particulières courantes dans certains sports. Tout au long de l’histoire de l’évolution, les crânes humains sont devenus de plus en plus fragiles et sujets aux fractures.
Bien que les mécanismes responsables de cette augmentation de la fragilité du crâne ne soient pas bien compris, un facteur important pourrait être la réduction de la réactivité aux androgènes chez l’homme moderne, qui aurait pu être favorisée par la sélection naturelle car elle facilitait la chasse et la chasse. collecte en promouvant la tolérance sociale. Cependant, quelles qu’en soient les causes, la conséquence de ce changement évolutif est que le cerveau humain est particulièrement vulnérable aux hémorragies dues aux fractures du crâne.
Bien que les humains ne soient pas les seuls animaux susceptibles d’être exposés à des commotions cérébrales ou à des impacts répétés à la tête , l’extraordinaire expansion du cerveau humain au cours de l’évolution l’a rendu vulnérable aux dommages dus aux forces d’accélération et de décélération. Bien que cette adaptation ait été vitale pour la chasse et la cueillette, elle s’est faite au prix d’une capacité considérablement réduite à résister aux accélérations et décélérations du cerveau, qui se produisent couramment chez les personnes pratiquant des sports de contact/collision.
| Conclusion |
Le cerveau humain a besoin d’une activité physique pour fonctionner de manière optimale, car il a évolué parmi nos ancêtres chasseurs-cueilleurs qui étaient rarement capables d’éviter les exercices basés sur la résistance. De plus, comme l’énergie provenant des aliments était limitée chez nos ancêtres, ceux-ci ont évolué pour nécessiter des stimuli d’activité physique adaptables à la capacité de la demande.
En conséquence, les cerveaux humains sont mal adaptés à l’inactivité physique extrême typique de nombreuses personnes aujourd’hui, ce qui contribue selon toute vraisemblance à la prévalence et à la gravité élevées actuelles de nombreux troubles neurologiques et de santé mentale. Grâce à notre histoire évolutive en tant que chasseurs-cueilleurs physiquement actifs, le cerveau humain est adapté pour tirer des bénéfices significatifs pour la santé des activités sportives, en particulier celles impliquant des exercices aérobiques.
Cependant, malheureusement, les cerveaux humains d’une taille exceptionnelle sont également vulnérables aux dommages causés par certains sports, en particulier les sports de contact/collision, qui augmentent le risque de commotion cérébrale et d’exposition répétée à des impacts à la tête.
