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Dans un article précédent, je vous avais expliqué comment nos yeux voient en réalité le monde (net et en couleur sur une très petite zone au centre de l’image, flou et en noir et blanc en s’éloignant du centre, de la fovéa) :

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Capture d’écran de la chaîne E-penser

Capture d’écran tirée d’une vidéo Youtube de Orthophonie 94

« La lecture est la fonction musculaire qui demande la mise en place des patterns les plus précis. Elle sera au premier plan en cas de perturbation de l’équilibre » .

Dr  P. QUERCIA  (INSERM)

 

Exemple d’enregistrement des mouvements oculaires lors de la lecture  (Un filtre spatio-temporel a été appliqué pour définir les fixations (ronds bleus) et les saccades (traits bleus). Le diamètre des ronds est proportionnel à la durée de fixation. Les fixations sont numérotées dans l’ordre chronologique. Cela fait apparaitre les régressions (exemple encadré).) :

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Les « actions perceptives », qui orientent et guident nos organes des sens vers leur stimulus, influencent profondément le traitement des messages sensoriels : ainsi, le système nerveux central traite-t-il conjointement les informations visuelles et les informations musculaires nécessairement associées à l’action de voir. Comment pourrions-nous localiser une cible visuelle dans l’espace sans que le système nerveux soit précisément informé du lieu où se trouve le corps et, notamment, l’œil?

[...]

La rétine est portée par un ensemble de segments corporels mobiles et emboîtés que sont successivement l’œil, la tête, le tronc et les jambes : les signaux proprioceptifs, issus de toute la chaîne des muscles mobilisant ces segments, « disent » à tout instant au cerveau quelle est l’attitude ou quels sont les mouvements du corps, et lui permettent le calcul de la position absolue de la rétine dans l’espace. 

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Voilà un livre qui me semble très intéressant et dont j’ai commencé la lecture. Il est écrit par Lucy Vincent, une neurobiologiste. Une fois de plus, on y découvre le lien étroit qui unit le cerveau aux muscles et au mouvements. Et qui dit muscles, dit proprioception !

Voici deux petits extraits très intéressants :

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En explorant la littérature scientifique, j’ai découvert qu’une révolution scientifique était en cours concernant la science du mouvement. Une révolution lourde de conséquences, que j’ai eu envie de partager avec vous. D’où ce  livre. […] Nul doute que, fortes de ce savoir, nos méthodes d’apprentissage vont être radicalement transformées dans les années qui viennent. Seront concernés les touts-petits, les moins petits et même les plus agés […]Toutes les découvertes exposées dans ce livre datent d’il y a moins de vingt ans, il va sans doute falloir encore vingt ans pour les intégrer dans nos pratiques à l’école, dans les crèches, dans les centres sportifs, les centres de soins. […]

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J’ai trouvé très intéressant cet article qui relate la découverte, par le neuroscientifique George Paxinos et son équipe du Neuroscience Research Australia (NeuRA), d’une nouvelle structure cérébrale baptisée « noyau endorestiforme », qui semble être une spécificité du cerveau humain. Cerise sur le gâteau, cette zone est impliquée dans la réception d’informations sensorielles et motrices de notre corps afin d’affiner notre posture, notre équilibre et nos mouvements. De là à en conclure qu’elle est impliquée dans la proprioception (ou le système somesthésique), il n’y a pour moi qu’un pas…

Extraits :

« Le neuroscientifique George Paxinos et son équipe du Neuroscience Research Australia (NeuRA), ont baptisé leur découverte « noyau endorestiforme » 

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 Cette zone est impliquée dans la réception d’informations sensorielles et motrices de notre corps afin d’affiner notre posture, notre équilibre et nos mouvements.

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L’emplacement de cet élément cérébral insaisissable laisse penser à Paxinos qu’il pourrait être impliqué dans le contrôle de la motricité fine — ce qui est également confirmé par le fait que cette structure n’a pas encore été identifiée chez d’autres animaux, y compris les ouistitis ou les singes rhésus.

 [...]

 Les humains ont un cerveau au moins deux fois plus gros que les chimpanzés (1300 grammes contre 600 grammes), et un pourcentage plus important des voies neuronales cérébrales qui signalent le mouvement établissent un contact direct avec les motoneurones — 20% par rapport à 5% chez les autres primates.

[...]

Ainsi, le noyau endorestiforme est peut-être une autre caractéristique unique de notre système nerveux, bien qu’il soit encore trop tôt pour le dire.

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La danse est une activité qui fait hautement intervenir la proprioception, au point qu‘ elle modèle le cerveau. Alors, j’ai trouvé intéressant cet article de Sciences et Avenir qui montre le lien entre danse et cognition.

En voici deux extraits

On le sait hélas, en vieillissant le cerveau s’altère lentement. Notamment certaines structures comme l’hippocampe, impliqué dans la mémorisation et la navigation spatiale perdent de la matière grise (neurones). Les études en imagerie cérébrale sont implacables : le volume hippocampique se réduit de 2 à 3% par décennie, puis de 1% par an à partir de 70 ans…

Mais, bonne nouvelle, c’est précisément dans cette zone que l’on a découvert la production de nouveaux neurones (neurogenèse), tout au long de la vie. Et l’on sait désormais comment favoriser ce phénomène. Une des méthodes est l’exercice physique.

« De nombreuses études ont montré que l’activité physique stimule la formation de nouveaux neurones, explique ainsi le Pierre-Marie Lledo, professeur de l’Institut Pasteur, le spécialiste français de la neurogenèse. En se contractant, les muscles libèrent notamment des protéines (myokines). Via la circulation sanguine, celles-ci vont activer la libération dans le cerveau de facteurs nutritifs (trophiques) comme le BDNF (brain-derived neurotrophic factor) qui stimule la prolifération de bébés neurones et augmente leur survie.« 

Et si une autre forme de sport était aussi bénéfique ? C’est la question que l’université de Madebourg s’est posée. L’équipe de Notger Müller a ainsi entrepris de comparer les effets de la danse (qui fait intervenir en plus de l’exercice physique des aspects multisensoriels) à ceux du sport aérobique, sur la structure du cerveau.

[...]

Ceci indique que, mis à part l’entrainement physique, les autres facteurs inhérents à la danse contribuent aux changements de volume de l’hippocampe aussi, assurent les auteurs, qui concluent : par conséquent, la danse constitue un candidat prometteur pour contrer le déclin lié à l’âge des capacités physiques et mentales.

L’article dans son intégralité : La danse augmente le volume de l’hyppocampe

Alors, y aurait-il un lien entre proprioception et capacités mentale ?

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Je vous avais déjà parlé de plusieurs d’études montrant  les bienfaits des activités musculaires sur les apprentissages (grimper aux arbres, marcher, etc). En voici une autre récente, rapportée sur le site Doctissimo, qui montre une nouvelle fois que les tâches locomotrices ou toute activité stimulant le cervelet pourraient booster les fonctions d’apprentissages. Et qui dit cervelet et activité locomotrice, dit proprioception .

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Extrait de l’article :

Augmenter sa vitesse de course pourrait faciliter l’apprentissage, analyse une étude portugaise publiée ce mardi 17 avril dans la revue Nature Neuroscience.

Pouvons-nous améliorer le fonctionnement cognitif de notre cerveau en accélérant notre marche ou notre vitesse de course ? Des chercheurs portugais ont étudié ce phénomène sur des souris, avant de conclure qu’il y avait bien un lien de cause à effet entre l’augmentation de la plasticité cérébrale conduisant à un meilleur apprentissage et la vitesse d’une activité locomotrice. Si ces résultats restent à confirmer chez l’humain, les scientifiques ont constaté qu’il suffisait de faire courir plus rapidement les souris pour qu’elles apprennent mieux et plus vite.

L’étude met en évidence une région clé du cerveau, le cervelet, « dans laquelle les circuits neuronaux associés à l’apprentissage sont changés par l’apprentissage d’une tâche moteur ». Megan Carey, auteure de l’étude, explique : « Le cervelet est important pour apprendre des mouvements qualifiés. Il calibre des mouvements face à un environnement changeant pour les coordonner d’une façon très précise. » [...]

Après avoir expérimenté d’autres stimuli sensoriels sur les souris (son, vibration, etc.), les auteurs de l’étude affirment que l’amélioration de l’apprentissage est indépendante du système sensoriel.

Hormis la vitesse de course ou des tâches locomotrices, toute activité qui peut stimuler la région du cervelet, comme l’écoute de musique, pourrait booster les fonctions d’apprentissage, « en augmentant l’activité des fibres moussues, un type d’axones », conclut l’étude.

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L’article dans son intégralité : Pour apprendre plus vite, augmentez votre vitesse de course

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Des travaux récents ont montré que  l’apprentissage est amélioré si on fait intervenir une activité musculaire. Et qui dit activité musculaire dit PROPRIOCEPTION .

Voici quelques extraits d’un article de Rémi Sussan, journaliste au Monde, qui relate les résultats de plusieurs études sur le sujet :

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Apprendre, c’est marcher !

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« Les futurs éducateurs vont peut-être devoir mieux prendre en compte le rôle du corps et de l’exercice dans la pratique éducative.[...]

La marche accroît les capacités cognitives. Par exemple, une recherche effectuée par une équipe interuniversitaire espagnole tend à montrer que les adolescentes qui se rendent à l’école à pied ont de meilleures capacités cognitives (mesurées à l’aide d’un test standard) que celles qui rejoignent leur établissement en bus ou en voiture. Et les jeunes femmes qui marchent plus de 15 minutes s’en tirent mieux que celles qui parcourent une distance inférieure [...]

Cependant, il semble que les bénéfices de la marche ne soient pas simplement dus au fait de « changer d’air » ou de s’aérer l’esprit, mais que l’acte de marcher agisse directement sur le cerveau, du moins si l’on en croit une expérience menée à Stanford.L’étude concernait la créativité. Pour mesurer celle-ci, on recourt à un exercice maintenant classique : il s’agit de trouver un maximum d’usages inédits pour un objet usuel.Comme toujours dans les expériences psychologiques, on a divisé les sujets en deux groupes. En cette circonstance, l’un restait immobile tandis que l’autre marchait. Le nombre de réponses inventives trouvées par le groupe de marcheurs s’est avéré supérieur de 80 % à 100 % à celui qu’obtenaient les personnes assises. Mais cela ne s’arrête pas là. Les chercheurs ont refait l’expérience, mais cette fois les marcheurs restaient à l’intérieur, sur un tapis de course, tandis que les « immobiles » pouvaient se balader dehors, mais en chaise roulante. Résultat, les marcheurs se sont révélé une fois encore les plus créatifs.[...]

Un autre type d’activité semble attirer l’intérêt des scientifiques : ce sont les exercices « proprioceptifs », destinés à augmenter la capacité à percevoir son propre corps, par exemple grimper à un arbre. Selon des chercheurs de Floride, les activités de ce genre augmentent la mémoire de travail d’environ 50 % en un temps très court (deux heures). Parmi les exercices proposés lors de l’expérience, outre la grimpette, figuraient aussi se déplacer sur une poutre, marcher en étant attentif à sa posture, courir pieds nus, ramper et se déplacer entre des objets, etc. A noter que cette étude a été effectuée sur des adultes de 18 à 59 ans, et non sur des enfants. Les chercheurs ont comparé par la suite les résultats de cette sorte d’exercice avec ceux enregistrés par des adeptes du yoga, une discipline dont les postures complexes accroissent cette capacité de proprioception et qui devraient donc, en théorie, elles aussi augmenter notre mémoire de travail. Mais ils n’ont rien découvert de tel. La conclusion en est que c’est la combinaison de la proprioception avec un exercice dynamique qui permettrait d’obtenir ce genre d’effet. [...]

Cette étude relatée par le New York Times, effectuée sur 220 enfants de 9 ans environ. Un âge, où, nous explique le magazine, se développent particulièrement les fonctions exécutives du cerveau, celles qui aident à se concentrer et à jongler entre diverses tâches, bref à planifier nos activés. Le groupe fut divisé en deux, 110 enfants servant de « groupe témoin » tandis que l’autre moitié se livrait après l’école à un programme d’exercices physiques divers, toujours très ludiques. L’expérience dura toute l’année scolaire. A la fin, les petits sujets passèrent divers tests cognitifs et les membres du groupe ayant vécu l’entraînement physique se montrèrent meilleurs dans les domaines liés à ces fonctions exécutives et notamment dans celui de « l’inhibition attentionnelle » qui permet de rejeter les informations sans valeurs et de se concentrer sur la tâche en cours (les enfants du groupe témoin progressèrent aussi, mais dans des proportions moindres). [...]

Il existe aussi des travaux plus expérimentaux, comme ceux menés par Carmen Petrick Smith, de l’université du Vermont, sur l’usage de la Kinect dans la compréhension de la géométrie.

La chercheuse a soumis des enfants d’école primaire à des tests au cours desquels ils devaient, avec leur bras, créer des angles spécifiques (aigu, obtus, droit) leurs actions étant projetées sur l’écran, via la Kinect. Et comme on pouvait s’y attendre, le niveau de compréhension des enfants passés par ce système était supérieur à celui de leurs camarades éduqués par une représentation plus statique – et traditionnelle – des figures géométriques.

Lire l’article dans son intégralité : Apprendre, c’est marcher !

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Autre article intéressant sur le lien entre la proprioception et la mémoire de travail, extrait :

Si l’on vous demandait de vous toucher le nez tout en fermant les yeux, vous seriez capable de réaliser l’opération sans aucune difficulté. Ceci est possible grâce à une capacité particulière, la proprioception, qui nous permet de percevoir la position des différentes parties de notre corps dans l’espace. Et celle-ci aurait une influence sur nos capacités cognitives et notamment sur la mémoire de travail. C’est en effet le résultat d’une récente étude qui a démontré une augmentation drastique de la mémoire suite à des exercices spécifiques.

A chaque instant, que vous en ayez conscience ou non, votre cerveau connaît la position de chaque partie de votre corps. C’est un peu un sixième sens, sauf que contrairement aux cinq autres, celui-ci correspond à une perception interne à l’organisme et non externe. La proprioception fonctionne à l’aide de récepteurs situés sur les muscles et les ligaments et nous aide par exemple à trouver notre équilibre.

Le docteur Ross Alloway du département de psychologie à l’université de Floride du nord ainsi que Tracy Alloway, professeur associé, ont cherché à mesurer l’effet d’activités faisant fortement intervenir la proprioception, sur un aspect cognitif particulier, la mémoire de travail. La mémoire de travail est un type de mémoire à court terme qui nous permet de stocker et de traiter temporairement l’information pendant que nous exécutons une action.

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Cette étude suggère qu’en effectuant des activités qui nous font réfléchir, nous pouvons entraîner notre cerveau aussi bien que notre corps » affirme le docteur Ross Alloway. Pour Tracy Alloway, « Améliorer la mémoire de travail peut avoir des effets bénéfiques dans de très nombreux domaines de notre vie, et il est intéressant de voir que les activités proprioceptives peuvent l’améliorer en si peu de temps ».

Source : Alloway R.G., Alloway T.P. The Working Memory Benefits of Proprioceptively Demanding Training: a Pilot Study 1,2. Perceptual and Motor Skills, 2015; 120 (3): 766 DOI:10.2466/22.PMS.120v18x1

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Article dans sont intégralité : Grimper à un arbre améliore les fonctions cognitives