La course à pied à l’âge mûr maintient les « vieux » neurones nés à l’âge adulte « branchés ».

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La course à pied de longue durée modifie considérablement le réseau de neurones générés chez les jeunes souris adultes à l’âge moyen. Il est important de noter que l’exercice augmente l’apport des interneurones hippocampiques (cellules rouges) aux « vieux » neurones nés chez l’adulte. Ces interneurones pourraient jouer un rôle dans la réduction de l’hyperexcitabilité de l’hippocampe liée au vieillissement et ainsi favoriser la fonction de mémorisation. Crédit : Carmen Vivar, Ph.D.

Une nouvelle étude révèle comment l’exercice physique contribue à maintenir la fonction de la mémoire au cours du vieillissement.

Le vieillissement est souvent lié à une diminution des fonctions cognitives. L’hippocampe et les cortex voisins, qui sont essentiels pour l’apprentissage et la mémoire, sont parmi les premières parties du cerveau à être affectées. Les déficits de performance cognitive sont corrélés à une diminution du volume de l’hippocampe et à une détérioration de la connectivité synaptique entre l’hippocampe et le cortex (péri)-entorhinal.

De plus en plus d’éléments suggèrent que l’activité physique peut contribuer à retarder ou à éviter ces diminutions structurelles et fonctionnelles chez les personnes âgées. Une étude récente menée par la Florida Atlantic University et CINVESTAV, Mexico City, Mexique, offre un nouvel aperçu des avantages de l’exercice physique. Elle souligne l’importance pour les adultes, en particulier ceux d’âge moyen, de maintenir une activité physique tout au long de leur vie.

Pour cette étude, les chercheurs se sont concentrés sur les effets de la course à pied de longue durée sur un réseau de nouveaux neurones hippocampiques générés chez de jeunes souris adultes, à l’âge moyen. Ces « souris qui courent » démontrent que la course à pied à l’âge moyen maintient les neurones nés à l’âge adulte connectés, ce qui peut prévenir ou retarder la perte de mémoire et la neurodégénérescence liées au vieillissement.

On pense que les neurones nés à l’âge adulte contribuent à la fonction de mémoire dépendante de l’hippocampe et qu’ils sont temporairement importants, pendant la période dite « critique », entre trois et six semaines d’âge cellulaire, lorsqu’ils peuvent fugitivement faire preuve d’une plasticité synaptique accrue. Toutefois, ces nouveaux neurones restent présents pendant de nombreux mois, mais on ne sait pas si ceux qui sont nés au début de l’âge adulte restent intégrés dans les réseaux neuronaux et si leurs circuits sont modifiables par l’activité physique à l’âge mûr.

Pour répondre à ces questions, les chercheurs ont utilisé une approche unique de traçage des circuits basée sur le virus de la rage, avec un long intervalle de temps entre le marquage initial des nouveaux neurones et l’analyse ultérieure de leurs circuits neuronaux chez les rongeurs. Plus de six mois après le marquage des neurones nés à l’âge adulte avec un vecteur rapporteur fluorescent, ils ont identifié et quantifié les entrées afférentes directes à ces neurones nés à l’âge adulte dans l’hippocampe et les zones (sous-)corticales, lorsque les souris étaient d’âge moyen.

Les résultats de l’étude, publiés dans la revue eNeuro, montrent que les fils à long terme des « vieux » nouveaux neurones, nés au début de l’âge adulte, sont intégrés dans un réseau qui joue un rôle dans le maintien de l’encodage de la mémoire épisodique au cours du vieillissement.

« L’exercice à long terme est profondément bénéfique pour le cerveau vieillissant et peut prévenir le déclin de la fonction de mémoire lié au vieillissement en augmentant la survie et en modifiant le réseau des neurones nés au début de l’âge adulte, facilitant ainsi leur participation aux processus cognitifs », a déclaré Henriette van Praag, Ph.D., auteur correspondant, professeur agrégé de sciences biomédicales au Schmidt College of Medicine de la FAU et membre du Stiles-Nicholson Brain Institute de la FAU.

Les résultats de l’étude ont montré que la course à pied de longue durée augmentait de manière significative le nombre de neurones nés à l’âge adulte et renforçait le recrutement de cellules (sous)-corticales présynaptiques dans leur réseau.

« La course à pied de longue durée peut améliorer la capacité de séparation des formes, c’est-à-dire notre capacité à distinguer des événements et des stimuli très similaires, un comportement étroitement lié à la neurogenèse adulte, qui est l’une des premières à présenter des déficits indiquant le déclin de la mémoire lié à l’âge », a déclaré Carmen Vivar, Ph.D., auteur correspondant, Département de physiologie, biophysique et neurosciences, Centro de Investigacion y de Estudios Avanzados del IPN, au Mexique.

Le déclin de la mémoire lié au vieillissement est associé à la dégradation des entrées synaptiques du cortex périrhinal et entorhinal dans l’hippocampe, zones cérébrales essentielles à la séparation des formes et à la mémoire contextuelle et spatiale.

« Nous montrons que la course à pied augmente aussi considérablement la rétroprojection du subiculum dorsal sur les cellules granuleuses âgées nées chez l’adulte », explique van Praag. « Cette connectivité peut fournir des informations associées à la navigation et servir de médiateur à l’amélioration à long terme de la fonction de mémoire spatiale induite par la course à pied.

Les résultats de l’étude montrent que la course à pied a non seulement rétabli la connectivité périrhinale, mais a également augmenté et modifié la contribution des cortex entorhinaux au réseau de neurones nés chez l’adulte âgé.

« Notre étude donne un aperçu de la manière dont l’exercice chronique, commençant à l’âge adulte et se poursuivant à l’âge mûr, aide à maintenir la fonction de mémoire pendant le vieillissement, soulignant la pertinence d’inclure l’exercice dans notre vie quotidienne », a déclaré Vivar.

Référence : « Running throughout Middle-Age Keeps Old Adult-Born Neurons Wired » par Carmen Vivar, Ben Peterson, Alejandro Pinto, Emma Janke et Henriette van Praag, 15 mai 2023, eNeuro.
DOI: 10.1523/ENEURO.0084-23.2023

Les co-auteurs de l’étude sont Ben Peterson, Ph.D., actuellement postdoc à UC Davis ; Alejandro Pinto, Schmidt College of Medicine et Stiles-Nicholson Brain Institute de la FAU ; et Emma Janke, récemment diplômée de l’Université de Pennsylvanie.

Cette recherche a été soutenue en partie par le FAU Stiles-Nicholson Brain Institute et la Jupiter Life Sciences Initiative (attribuée à van Praag), et par le Fondo de Investigación Científica y Desarrollo Tecnológico del Cinvestav (Proyectos SEP-Cinvestav), (attribuée à Vivar).