La fatigue musculaire est une émotion pilotée par le cerveau

La fatigue musculaire est psychologique

La fatigue musculaire constitue une préoccupation omniprésente chez le sportif, chez qui elle représente un facteur limitant pour la performance. Il peut sembler évident que cette fatigue prenne naissance dans le muscle lui-même. Pourtant, un célèbre chercheur en physiologie du sport bouscule les croyances en posant un regard radicalement différent sur ce phénomène.

La dimension psychologique de la fatigue musculaire

Timothy Noakes, professeur à l’université du Cap en Afrique du Sud, est l’auteur d’un livre considéré comme une bible des sciences du sport : Lore of running. Il a publié un article d’opinion dans la revue Frontiers in Physiology, expliquant que la fatigue est une émotion créée par le cerveau pour protéger l’homéostasie de l’organisme, c’est-à-dire sa situation d’équilibre.

L’idée d’une fatigue psychologique apparaît dès la fin du 19e siècle

La fatigue musculaire peut être définie comme une incapacité à contracter ses muscles comme l’individu le souhaiterait.

Angelo Mosso émet l'idée d'une origine psychologique de la fatigue dès la fin du 19ème siècle
Fatigue – Angelo Mosso

Timothy Noakes retrace l’historique des recherches à ce sujet. Il cite Angelo Mosso, professeur de physiologie à l’université de Turin, qui fut l’un des premiers à travailler sur les bases biologiques de la fatigue musculaire et qui publia en 1915 un livre de référence à ce sujet, sobrement intitulé Fatigue :

« À première vue ce qui peut sembler être une imperfection de notre organisme est en fait la plus merveilleuse des perfections. La fatigue augmente plus vite que la quantité de travail fournie pour nous protéger des blessures qui seraient inévitables avec une plus faible sensibilité »

Angelo Mosso

L’auteur parle ici spécifiquement de la sensibilité à la fatigue, et il synthétise son analyse de la manière suivante :

 « la fatigue musculaire est en fait fondamentalement celle du système nerveux »

Angelo Mosso

Il faudra un siècle pour confirmer les thèses d’Angelo Mosso et montrer que la fatigue est une émotion dont l’objectif est de nous protéger de la blessure. À ce titre, la fatigue est donc psychologique.

L’approche biochimique de la fatigue musculaire

Avant cela, les thèses d’Angelo Mosso ont été remises en question par les explications apportées par le prix Nobel de physiologie de 1922 : Archibald Vivian Hill. D’après lui, la fatigue est le résultat de modifications biochimiques au niveau du muscle. Elle serait donc uniquement périphérique, et le cerveau ne serait aucunement impliqué dans cette sensation.

Cette conception de la fatigue s’appuie sur des expériences qui montrent que le lactate s’accumule dans les muscles lors d’un effort anaérobie. Pour Hill, la fatigue est causée par l’augmentation du lactate dans le muscle, car il considère cette molécule comme un poison. Il pense également que plus le cœur peut apporter du sang oxygéné au muscle, moins il y a de risque de fatigue musculaire. Aussi, quand le cœur atteint ses limites, la fatigue s’installe et l’exercice intense devient impossible.

Archibald Vivian Hill imagine la fatigue comme une conséquence de l'accumulation de lactate au niveau des muscles
Archibald Vivian Hill imagine la fatigue comme une conséquence de l’accumulation de lactate

Les limites de l’hypothèse biochimique

Ces explications ont laissé penser au grand public que la fatigue au cours de l’exercice provenait de déchets accumulés dans le muscle. L’approche purement biochimique et locale pose pourtant un certain nombre de problèmes :

Paavo Nurmi aux jeux olympiques de Paris en 1924
Paavo Nurmi aux jeux olympiques de 1924
  • elle exclue les facteurs psychologiques. En effet, la motivation et la confiance en soi influencent directement la performance physique. Il n’est par exemple pas rare d’accélérer à la fin d’une course alors qu’on pourrait s’attendre à ce que ce soit le moment le plus éprouvant, quand la fatigue est maximale ;
  • dans le modèle de Hill, les meilleurs athlètes seraient ceux qui présentent les meilleures capacités cardiovasculaires, et qui possèdent donc un gros cœur capable d’envoyer beaucoup d’oxygène aux muscles. Ces capacités sont reflétées par la mesure du volume maximal d’oxygène consommé par unité de temps : la VO2max. Or la VO2max ne prédit pas forcément la réussite d’un athlète, en particulier hors du cadre des sports d’endurance ;
  • si la performance n’est limitée que par les capacités cardiaques, alors le débit cardiaque devrait être élevé dans toutes les formes d’exercice physique, ce qui n’est pas toujours le cas.

Au 21e siècle, les chercheurs comprennent que ces modèles qui excluent le cerveau ne permettent pas d’expliquer la complexité des performances sportives. L’athlète finlandais Paavo Nurmi (1893-1973), qui a récolté neuf médailles d’or aux jeux olympiques en course de fond, affirmait déjà en son temps :

« L’esprit est tout. Les muscles sont des morceaux de caoutchouc. Tout ce que je suis, je le suis à cause de mon esprit. »

Paavo Nurmi

Le rôle du cerveau dans le phénomène de la fatigue physique

Pour Tim Noakes, le modèle de Hill est trop simple pour expliquer le contrôle de l’activité physique, et les performances physiques doivent être régulées de manière à anticiper et éviter des défaillances.

Le cerveau joue ainsi un rôle essentiel dans le contrôle de l’exercice physique : il déclenche les symptômes de fatigue pour éviter des problèmes plus graves. Il agit ainsi comme un « gouverneur central », qui reçoit des informations venant des muscles et du système cardiovasculaire et détermine l’intensité de l’exercice. En 2011, des chercheurs suisses ont d’ailleurs montré que le cortex insulaire est impliqué dans le contrôle de la fatigue musculaire.

Le cortex insulaire est une zone du cerveau impliqué dans la sensation de fatigue musculaire
source Sobotta’s Anatomy Atlas 1908

La fatigue est une émotion destinée à préserver l’intégrité de l’organisme

Pour Tim Noakes, la fatigue n’est pas un événement physique mais plutôt une émotion que le cerveau utilise pour contrôler l’exercice physique :

« Cette sensation de fatigue est personnelle à chaque individu et est une illusion puisque son apparition est fortement indépendante du vrai statut biologique du sportif au moment où il la perçoit. »

Timothy D. Noakes

La capacité de l’athlète à dépasser sa fatigue est déterminante dans sa réussite et il est donc possible et souhaitable de manipuler la fatigue pour améliorer la performance. Un moyen simple consiste par exemple à effectuer des micro-siestes ou « power nap ».


Références

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