L'activité cérébrale pendant la course : la théorie de la fatigue centrale et l'expérience de pointe du coureur

Introduction

Chaque coureur ayant terminé un marathon a vécu ce moment : le corps crie « arrête-toi », mais le cerveau (ou une volonté plus profonde) vous fait continuer. Il y a aussi cet autre moment : tout est parfait, les jambes sont légères, l’humeur est joyeuse, on en oublie presque que l’on court — c’est le tant convoité « runner’s high » (euphorie du coureur).

Ces deux expériences extrêmes pointent vers un même fait : le cerveau est l’organe le plus important pendant la course. Les recherches en physiologie de l’exercice révèlent que la fatigue et l’euphorie sont toutes deux le produit d’une activité neuronale complexe du cerveau, et non de simples problèmes musculaires.

Théorie de la fatigue centrale

Les limites du modèle traditionnel de « fatigue périphérique »

La physiologie de l’exercice traditionnelle considère que la fatigue provient de la périphérie : épuisement du glycogène musculaire, accumulation d’acide lactique, épuisement de l’ATP… Cependant, ce modèle ne peut expliquer un phénomène : un coureur « épuisé » et incapable de continuer peut souvent sprinter immédiatement si on lui montre la ligne d’arrivée. Si les muscles étaient réellement épuisés, cela serait impossible.

Le modèle du gouverneur central (Central Governor Model)

La théorie du « gouverneur central » proposée par le scientifique sud-africain du sport Tim Noakes affirme que :

• Le cerveau (en particulier le cortex prémoteur) surveille en continu l’état du corps (température, glycémie, dommages musculaires, charge cardiaque, etc.)
• En fonction de ces informations, le cerveau réduit activement l’intensité de la commande nerveuse pour protéger le corps de franchir des limites dangereuses
• La « sensation de fatigue » ressentie par le coureur est en partie un « signal d’alerte protecteur » fabriqué par le cerveau, et non un véritable épuisement des ressources corporelles

Cela explique pourquoi un marathonien peut accélérer en apercevant la ligne d’arrivée — le cerveau « calcule » qu’une distance de sécurité est atteinte et libère une partie de la capacité de commande nerveuse qu’il avait réservée.

Neurochimie du cerveau pendant la course

Pendant la course, plusieurs neurotransmetteurs cérébraux subissent des changements dynamiques :

Le lien entre sérotonine et fatigue

Après une course prolongée, le taux de sérotonine (5-HT) augmente, ce qui est directement lié à l’augmentation de la sensation de fatigue :

• La sérotonine réduit la motivation motrice en inhibant les neurones dopaminergiques
• Les acides aminés à chaîne ramifiée (BCAA) et le tryptophane (précurseur de la sérotonine) entrent en compétition pour traverser la barrière hémato-encéphalique ; une supplémentation en BCAA pourrait légèrement retarder la fatigue centrale (théoriquement efficace, mais les résultats expérimentaux restent controversés)

Les neurosciences du « runner’s high »

Le système endocannabinoïde : le protagoniste du runner’s high

Une étude publiée en 2021 dans la revue Neuroscience a fourni des preuves solides : le runner’s high est principalement médié par les endocannabinoïdes, et non par les endorphines comme on le pensait traditionnellement :

• L’anandamide (AEA, ligand des récepteurs cannabinoïdes) augmente significativement dans le sang après une course longue
• Les récepteurs cannabinoïdes sont largement distribués dans le système limbique (impliqué dans les émotions) et le cortex préfrontal
• Les endorphines ont une masse moléculaire plus importante et traversent difficilement la barrière hémato-encéphalique, ne pouvant agir directement sur le cerveau

Quand le runner’s high apparaît-il ?

Le runner’s high ne survient pas à chaque course. Les recherches montrent que les conditions déclenchantes incluent :

• Intensité : environ 60–75 % de la VO2max (intensité modérée, pas « courir à fond »)
• Durée : apparaît généralement après 60 à 90 minutes d’effort continu
• État : plus susceptible de survenir après un repos suffisant ; difficile à déclencher en état de fatigue
• Environnement : plus fréquent en extérieur, en milieu naturel, que sur tapis roulant

Les coureurs taïwanais qui courent au lever du soleil le long de la rivière Tamsui ou dans la plaine de Guandu peuvent parfois capturer cette expérience de pic amplifiée par l’environnement naturel.

Robustesse mentale et performance en course

Stratégie de dissociation et stratégie d’association

Les recherches montrent que les coureurs utilisent différentes stratégies attentionnelles selon les situations :

• Stratégie de dissociation : déplacer l’attention des sensations corporelles vers des stimuli externes (musique, paysage, planification) — adaptée aux sorties faciles, peut réduire la sensation subjective de fatigue
• Stratégie d’association : se concentrer sur les signaux corporels (cadence, respiration, sensations musculaires) — adaptée à la compétition, aide à contrôler précisément l’allure

Les études montrent que les marathoniens d’élite tendent à utiliser la stratégie d’association en compétition, tandis que les coureurs amateurs privilégient la dissociation.

Le mécanisme neuronal du « souffrir mais continuer »

Dans la partie finale d’un marathon, l’activité du cortex cingulaire antérieur (ACC) — la région cérébrale qui traite la douleur et la prise de décision — augmente significativement. La capacité du coureur à continuer malgré la fatigue résulte de la coordination entre l’ACC et le cortex préfrontal dorsolatéral (dlPFC) : le système de contrôle cognitif ne cesse de supplanter les signaux « arrête-toi » provenant du système sensoriel.

Méditation et course : l’intégration de l’entraînement cérébral

Des recherches récentes montrent que la méditation de pleine conscience (Mindfulness Meditation) peut renforcer la capacité centrale de résistance à la fatigue du coureur :

• Une pratique régulière de la méditation augmente la densité de matière grise du dlPFC, améliorant le contrôle exécutif
• La « course en pleine conscience (Mindful Running) » — observer consciemment les sensations corporelles sans jugement — est rapportée par certains coureurs comme retardant la sensation subjective de fatigue
• Les coureurs taïwanais peuvent essayer 2 à 3 séances de méditation de pleine conscience de 15 à 20 minutes par semaine, en complément de l’entraînement

Conseils pratiques

• Un dialogue interne positif (Positive Self-Talk) avant la course et la définition d’objectifs clairs peuvent retarder la sensation subjective de fatigue centrale
• Utiliser la musique (en particulier celle dont le BPM est proche de la cadence cible) permet d’activer efficacement la stratégie de dissociation et de réduire la sensation subjective de fatigue lors des sorties faciles
• Intégrer délibérément à l’entraînement des exercices consistant à « continuer à courir dans un état d’inconfort et de fatigue légère » pour entraîner la capacité du cerveau à tolérer l’inconfort
• Courir dans les environnements naturels de Taïwan (comme Guandu ou les rives du parc Dajia au crépuscule), en combinant stimuli naturels, facilite le déclenchement du runner’s high
• Un sommeil suffisant est la base d’un fonctionnement cérébral optimal pendant la course ; un cerveau privé de sommeil émet plus précocement le signal « arrête-toi »

Conclusion

Le cerveau est le véritable champ de bataille de chaque marathon. La théorie de la fatigue centrale nous apprend que les limites de la course ne sont pas déterminées uniquement par les muscles, mais aussi par la manière dont le cerveau interprète et répond aux signaux corporels. L’expérience du runner’s high nous rappelle quant à elle que le cerveau est également la source la plus profonde du plaisir de courir. En entraînant votre corps, entraînez aussi votre cerveau — c’est cela, une préparation complète à la course sur route.

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