La dopamine facilite la traduction de l’effort physique en évaluations d’effort Résumé Nos évaluations de l’effort sont façonnées de manière critique par les expériences d’effort. Cependant, on ne sait pas exactement comment le système nerveux transforme l’effort physique en évaluation d’effort. La disponibilité de la dopamine, un neuromodulateur , influence les caractéristiques de la performance motrice et la prise de décision basée sur l’effort. Pour évaluer le rôle de la dopamine dans la traduction de l’effort en évaluations du travail, nous avons demandé à des participants atteints de la maladie de Parkinson , dans des états de déplétion dopaminergique (sans médicaments dopaminergiques) et élevés (avec des médicaments dopaminergiques), d’exercer des niveaux d’effort physique et d’évaluer rétrospectivement. combien d’efforts ils ont déployés. Dans un état d’appauvrissement en dopamine , les participants présentaient une plus grande variabilité de l’effort et surestimaient leurs niveaux d’effort, par rapport à l’ état supplémenté en dopamine . Une variabilité accrue de l’effort était associée à une évaluation de l’effort moins précise, et la dopamine avait une influence protectrice sur cet effet, réduisant ainsi le degré de corruption des évaluations de l’effort par la variabilité de l’effort. Nos résultats donnent un aperçu du rôle de la dopamine dans la traduction des caractéristiques de performance motrice en jugements d’effort et constituent une cible thérapeutique potentielle pour le sentiment d’effort accru observé dans diverses conditions neurologiques et psychiatriques. |
Figure : Profils d’effort moyens, pendant la phase d’évaluation, pour un participant représentatif dans les conditions a Dopamine OFF et b ON. Tous les niveaux d’effort sont présentés en unités d’effort, relatives à l’effort maximum des participants. Dans les deux conditions, les participants ont pu s’exercer jusqu’au niveau cible et endurer. Les graphiques des panneaux c à e ont été utilisés à des fins d’illustration et non à des fins d’inférence statistique, réalisée à l’aide de modèles linéaires à effets mixtes. (Groupe témoin : cercles gris ; état dopamine OFF : cercles ouverts ; état ON : cercles noirs). c Variabilité de l’effort en fonction de l’effort moyen lors de la phase d’évaluation. La variabilité de l’effort a été calculée comme l’écart type des 3 dernières secondes de production d’effort. À des fins d’illustration, la variabilité de l’effort a été combinée en intervalles d’effort moyens de 20 unités d’effort. Ici, les barres d’erreur représentent l’erreur type de la moyenne. Lorsque les participants étaient dans la condition dopamine ON, ils présentaient moins d’augmentation de la variabilité de l’effort à mesure que l’effort augmentait, par rapport à OFF. Le comportement du groupe témoin correspondait à celui des participants dans la condition OFF. d Évaluation de l’effort basée sur l’effort moyen pendant la phase d’évaluation. L’effort moyen a été calculé comme la moyenne des 3 dernières secondes de production d’effort. À des fins d’illustration, les évaluations de l’effort ont été regroupées en intervalles d’effort moyens de 20 unités d’effort. Les barres d’erreur représentent l’erreur standard de la moyenne. L’augmentation de la disponibilité de dopamine a eu un effet modérateur sur l’augmentation des notes d’effort avec l’exercice. Le comportement du groupe témoin correspondait aux participants dans la condition OFF, et les évaluations étaient plus faibles dans la condition ON de dopamine par rapport aux témoins. e Les erreurs de jugement augmentent avec la variabilité normalisée de l’effort et cette augmentation est plus prononcée dans la condition dopamine OFF, par rapport à la condition dopamine ON. Pour chaque essai, une mesure d’erreur d’évaluation a été calculée en prenant la différence entre l’effort évalué et l’effort moyen. Une valeur normalisée de variabilité de l’effort a été calculée en divisant la variabilité de l’effort par l’effort moyen, permettant ainsi d’évaluer la performance à différents niveaux d’effort dans un modèle unifié. À titre d’illustration, les erreurs d’évaluation et la variabilité normalisée de l’effort ont été regroupées en quartiles de variabilité normalisée de l’effort. Les barres d’erreur représentent l’erreur standard de la moyenne. La variabilité croissante de l’effort a perturbé l’évaluation de l’effort des participants, et l’augmentation de la disponibilité de dopamine a eu un effet protecteur sur la propension de la variabilité de l’effort à perturber l’évaluation de l’effort. Le comportement du groupe témoin n’était pas significativement différent du comportement dans les conditions ON et OFF.
commentaires
La dopamine, une substance chimique du cerveau associée depuis longtemps au plaisir, à la motivation et à la recherche de récompense, semble également jouer un rôle important dans la raison pour laquelle l’exercice et d’autres efforts physiques semblent « faciles » pour certaines personnes et « épuisants ». » pour d’autres, selon les résultats d’une étude menée auprès de personnes atteintes de la maladie de Parkinson. La maladie de Parkinson se caractérise par une perte progressive des cellules productrices de dopamine dans le cerveau.
Les résultats, publiés dans NPG Parkinson’s Disease , pourraient, selon les chercheurs, conduire à terme à des moyens plus efficaces pour aider les gens à établir et à maintenir des programmes d’exercice, à de nouveaux traitements contre la fatigue associée à la dépression et à de nombreuses autres affections, et à une meilleure compréhension de la maladie de Parkinson. la maladie.
"Les chercheurs tentent depuis longtemps de comprendre pourquoi certaines personnes trouvent l’exercice physique plus facile que d’autres", explique Vikram Chib, Ph.D., directeur de l’étude, professeur agrégé au département de génie biomédical de la faculté de médecine de l’université Johns Hopkins et chercheur scientifique à la faculté de médecine de l’université Johns Hopkins. Institut Kennedy Krieger. "Les résultats de cette étude suggèrent que la quantité de dopamine disponible dans le cerveau est un facteur clé ."
Chib explique qu’après une séance d’activité physique, la perception et l’auto-évaluation des efforts déployés varient et guident également leurs décisions concernant les efforts futurs. Des études antérieures ont montré que les personnes présentant une augmentation de la dopamine sont plus disposées à faire un effort physique en échange de récompenses, mais l’étude actuelle se concentre sur le rôle de la dopamine dans l’auto-évaluation de l’effort requis pour une tâche physique, sans promesse de récompense. .
Pour cette étude, Chib et ses collègues de Johns Hopkins Medicine et du Kennedy Krieger Institute ont recruté 19 adultes diagnostiqués avec la maladie de Parkinson, une maladie dans laquelle les neurones du cerveau qui produisent de la dopamine meurent progressivement, provoquant des mouvements involontaires et incontrôlables. , comme des tremblements, de la fatigue, de la raideur et des problèmes d’équilibre ou de coordination.
Dans le laboratoire de Chib, 10 volontaires masculins et neuf volontaires féminins âgés en moyenne de 67 ans ont été invités à effectuer la même tâche physique (presser une poignée équipée d’un capteur) pendant deux jours différents, à quatre semaines d’intervalle. Un de ces jours, il a été demandé aux patients de prendre quotidiennement leur médicament dopaminergique synthétique standard comme ils le feraient normalement. Il leur a en revanche été demandé de ne pas prendre leurs médicaments pendant au moins 12 heures avant de réaliser le test de compression.
Au cours des deux jours, les patients ont d’abord appris à serrer un capteur de préhension à différents niveaux d’effort défini, puis ont été invités à serrer et à indiquer le nombre d’unités d’effort qu’ils ont effectué.
Lorsque les participants avaient pris leur médicament dopaminergique synthétique habituel, leurs auto-évaluations des unités d’effort effectuées étaient plus précises que lorsqu’ils n’avaient pas pris le médicament. Ils avaient également moins de variabilité dans leurs efforts, montrant des prises précises lorsque les chercheurs leur demandaient de serrer à différents niveaux d’effort.
En revanche, lorsque les patients n’avaient pas pris le médicament , ils surestimaient systématiquement leurs efforts, ce qui signifie qu’ils percevaient la tâche comme étant physiquement plus difficile et présentaient une variabilité significativement plus grande entre les prises après avoir reçu un signal.
Dans une autre expérience, les patients avaient le choix entre une option sûre consistant à presser avec un effort relativement faible sur le capteur de préhension ou à lancer une pièce de monnaie et à risquer de n’avoir à exercer aucun ou très peu d’effort. effort élevé. Lorsque ces volontaires avaient pris leurs médicaments, ils étaient plus disposés à prendre le risque de devoir faire plus d’efforts que lorsqu’ils ne prenaient pas leurs médicaments.
Une troisième expérience offrait aux participants la possibilité d’obtenir une petite somme d’argent garantie ou, d’un simple tirage au sort, de ne rien obtenir ou d’obtenir une somme d’argent plus importante. Les résultats n’ont montré aucune différence entre les sujets selon les jours où ils prenaient leurs médicaments et ceux où ils ne le prenaient pas. Ce résultat, disent les chercheurs, suggère que l’influence de la dopamine sur les préférences en matière de prise de risque est spécifique à la prise de décision basée sur l’effort physique.
Ensemble, dit Chib, ces résultats suggèrent que le niveau de dopamine est un facteur essentiel pour aider les gens à évaluer avec précision l’effort qu’une tâche physique nécessite, ce qui peut affecter de manière significative l’effort qu’ils sont prêts à déployer pour des tâches futures. Par exemple, si quelqu’un perçoit qu’une tâche physique nécessitera un effort extraordinaire, il se peut qu’il soit moins motivé pour l’accomplir.
Mieux comprendre la chimie et la biologie de la motivation pourrait promouvoir des moyens de motiver les programmes d’exercice et de physiothérapie, explique Chib. De plus, une signalisation inefficace de la dopamine pourrait aider à expliquer la fatigue généralisée présente dans des conditions telles que la dépression et la longue COVID, ainsi que pendant les traitements contre le cancer. Actuellement, lui et ses collègues étudient le rôle de la dopamine dans la fatigue clinique.
Parmi les autres chercheurs qui ont participé à cette étude figurent Purnima Padmanabhan, Agostina Casamento-Moran et Alexander Pantelyat de Johns Hopkins ; Ryan Roemmich de Johns Hopkins et du Kennedy Krieger Institute ; et Anthony González de l’Institut Kennedy Krieger.
Ce travail a été financé par l’Institut national Eunice Kennedy Shriver de la santé infantile et du développement humain des National Institutes of Health (R01HD097619), les National Institutes of Mental Health (R56MH113627 et R01MH119086) et le National Institute on Aging (R21AG059184).
