Ces technologies qui dopent le cerveau

En battant de 4 dixièmes de seconde le record du monde du 200 m aux JO d’Atlanta, Michael Johnson et ses chaussures dorées sont entrés dans la légende. C’est cependant pour une tout autre raison que l’histoire des technologies pourrait retenir le nom du quadruple médaillé d’or: la neurostimulation. 
En 2007, l’athlète a fondé Michael Johnson Performance. Basée à Dallas, cette entreprise est leader dans l’entraînement d’athlètes de haut niveau comme les footballeurs de Manchester United ou le quaterback Eli Manning. Depuis l’an dernier, MJP est aussi le banc d’essai d’une technologie de neurostimulation destinée à accroître les performances des sportifs en améliorant celles du cerveau. 
A première vue, l’appareil développé pour ce faire par l’entreprise californienne Halo Neuroscience ne se distingue guère d’un banal casque audio. Sauf que la face intérieure de son bandeau est parsemée de petites pointes en plastique destinées à transmettre des ondes électriques au travers du crâne dans le cortex moteur. Ces stimuli augmentent la capacité des neurones à se connecter en jouant sur le principal mécanisme d’apprentissage du cerveau: la plasticité cérébrale.

Les footballeurs américains entraînés par MJP qui ont testé ce dispositif enregistrent une augmentation de 12% de leur capacité explosive (sauts sans élan). Et les sauteurs à skis de l’équipe olympique américaine qui l’ont testé cet hiver rapportent une augmentation de 31% de leur force de propulsion. 

Dans une interview récente au magazine Sports Illustrated, Daniel Chao, le neuroscientifique de Stanford qui a fondé Halo, explique: «S’il peut paraître contre-intuitif d’associer le cerveau à la force musculaire, la réalité est que celle-ci est gouvernée autant par nos neurones que par la force intrinsèque de nos fibres musculaires.»

En l’espèce, le casque d’Halo réorganise et améliore la transmission des signaux nerveux en recrutant plus de neurones pour les transmettre à plus de fibres musculaires. Une technologie qui, comme toutes celles qui envahissent le champ de l’amélioration des performances du cerveau, vient de la médecine. 

L’entreprise précédente de David Chao, NeuroPace, utilisait ainsi la neurostimulation pour prévenir les crises chez les épileptiques. Elle n’est pas la seule à faire ce voyage du marché médical vers celui de la performance. Car la demande est là. Les Américains dépensent plus d’un milliard de dollars par an en compléments alimentaires supposés booster la mémoire. La Ritaline, un médicament pour les enfants souffrant de troubles de l’attention, est largement consommée par des étudiants…

Parce qu’elles ne demandent pas d’absorber de produits, les technologies de neurostimulation sont moins controversées et rencontrent cette demande. Qui aurait cru que MyBrain, un spin-off du très sérieux Institut du cerveau et de la moelle épinière de l’Hôpital de la Pitié-Salpêtrière à Paris puisse faire un carton sur la plateforme Kickstarter?

Son casque Melomind vient de doubler son objectif de précommandes en quarante-huit heures. Il associe un électrocardiogramme mesurant le niveau de stress du cerveau pour adapter la diffusion de musique apaisante. MyBrain espère ainsi élargir le marché ouvert par des start-up comme Emotiv et Foc.us avec des casques associant mesure de l’activité cérébrale et performance dans des jeux vidéo. 

Financés par les militaires

Parce qu’ils n’ont pas à recevoir d’autorisation de mise sur le marché d’agences comme la FDA, ces dispositifs échappent à toute association avec une forme illicite de dopage. Cette absence de régulation est cependant une limite. Les consommateurs n’ont que les revues d’autres clients pour se faire une idée de leur efficacité. 

Reste que la brèche pour des applications des neurosciences au-delà du médical est ouverte. En février dernier, une entreprise contractante de la Défense américaine, HRL Laboratories, a publié les résultats d’une étude étonnante dans le magazine scientifique suisse Frontiers in Human Neuroscience.

Le chercheur Matthew Phillips et ses collaborateurs y décrivent une technologie de neurostimulation destinée à améliorer l’apprentissage du pilotage. En l’espèce, ils ont développé un bonnet truffé d’électrodes qui communiquent des impulsions électriques à travers le crâne. Des novices travaillant en simulateur se font ainsi transférer les schémas d’activités cérébrales associées à certaines manœuvres recueillies sur six pilotes pros.

L’intérêt des militaires pour ce genre de technologies est manifeste. Halo Neuroscience indique que ses technologies dérivent de techniques destinées «à accélérer de 50% l’entraînement des pilotes et des snipers des forces armées». Et, lors du dernier congrès annuel de la Société des neurosciences, deux groupes de recherches financées par DARPA – l’agence de recherche du Pentagone à l’origine d’internet – ont présenté leurs travaux sur des implants destinés à stimuler la mémoire. 

A l’Université de Californie du Sud, Theodore Berger mène un essai clinique sur de tels dispositifs, qui enregistrent les signaux du cerveau et stimulent en retour certains groupes de neurones dans l’hippocampe afin d’aider cette région du cerveau qui stocke la mémoire à court terme à la solidifier à long terme.

Une autre équipe de l’Université de Pennsylvanie associe implants et algorithmes pour prédire ce qui ne sera pas retenu par la mémoire et stimuler le lobe temporal médian afin d’augmenter la performance de la mémoire.

 A cause des risques associés à l’implantation dans le cerveau, ces essais se font sur des patients atteints d’épilepsie et déjà équipés d’implants. Toutefois, quand on constate la vitesse à laquelle les neurosciences sortent du champ médical, on peut se demander combien de temps il reste avant que ne se réalisent les prophéties d’interface cerveau-machine imaginées par la science-fiction. 

Source:http://www.bilan.ch/techno-plus-de-redaction/technologies-dopent-cerveau

1 Minute of All-Out Exercise May Have Benefits of 45 Minutes of Moderate Exertion

By GRETCHEN REYNOLDSAPRIL 27, 2016

For many of us, the most pressing question about exercise is: How little can I get away with? The answer, according to a sophisticated new study of interval training, may be very, very little. In this new experiment, in fact, 60 seconds of strenuous exertion proved to be as successful at improving health and fitness as three-quarters of an hour of moderate exercise.

Let me repeat that finding: One minute of arduous exercise was comparable in its physiological effects to 45 minutes of gentler sweating.

I have been writing for some time about the potential benefits of high-intensity interval training, a type of workout that consists of an extremely draining but brief burst of exercise — essentially, a sprint — followed by light exercise such as jogging or resting, then another sprint, more rest, and so on.

Athletes rely on intervals to improve their speed and power, but generally as part of a broader, weekly training program that also includes prolonged, less-intense workouts, such as long runs.

But in the past few years, exercise scientists and many of the rest of us have become intrigued by the idea of exercising exclusively with intervals, ditching long workouts altogether.

The allure of this approach is obvious. Interval sessions can be short, making them a boon for anyone who feels that he or she never has enough time to exercise.
Previously, I have written about a number of different interval programs, involving anywhere from 10 minutes of exhausting intervals in a single session to seven minutes, six, four and even fewer. Each program had scientific backing. But because of time and funding constraints, most studies of interval training have had limits, such as not including a control group, being of short duration or studying only health or fitness results, not both.
Consequently, fundamental questions have remained unanswered about just how well these very short, very intense workouts really stack up against traditional, endurance-style training.
So scientists at McMaster University in Hamilton, Ontario, who had themselves conducted many of those earlier studies of interval training, decided recently to mount probably the most scientifically rigorous comparison to date of super-short and more-standard workouts.
They began by recruiting 25 out-of-shape young men and measuring their current aerobic fitness and, as a marker of general health, their body’s ability to use insulin properly to regulate blood sugar levels. The scientists also biopsied the men’s muscles to examine how well their muscles functioned at a cellular level.
Then the researchers randomly divided the men into three groups. (The scientists plan to study women in subsequent experiments.) One group was asked to change nothing about their current, virtually nonexistent exercise routines; they would be the controls.
A second group began a typical endurance-workout routine, consisting of riding at a moderate pace on a stationary bicycle at the lab for 45 minutes, with a two-minute warm-up and three-minute cool down.
The final group was assigned to interval training, using the most abbreviated workout yet to have shown benefits. Specifically, the volunteers warmed up for two minutes on stationary bicycles, then pedaled as hard as possible for 20 seconds; rode at a very slow pace for two minutes, sprinted all-out again for 20 seconds; recovered with slow riding for another two minutes; pedaled all-out for a final 20 seconds; then cooled down for three minutes. The entire workout lasted 10 minutes, with only one minute of that time being strenuous.

Both groups of exercising volunteers completed three sessions each week for 12 weeks, a period of time that is about twice as long as in most past studies of interval training.

By the end of the study, published in PLOS One, the endurance group had ridden for 27 hours, while the interval group had ridden for six hours, with only 36 minutes of that time being strenuous.

But when the scientists retested the men’s aerobic fitness, muscles and blood-sugar control now, they found that the exercisers showed virtually identical gains, whether they had completed the long endurance workouts or the short, grueling intervals. In both groups, endurance had increased by nearly 20 percent, insulin resistance likewise had improved significantly, and there were significant increases in the number and function of certain microscopic structures in the men’s muscles that are related to energy production and oxygen consumption.

There were no changes in health or fitness evident in the control group.

The upshot of these results is that three months of concerted endurance or interval exercise can notably — and almost identically — improve someone’s fitness and health.
Source:http://mobile.nytimes.com/blogs/well/2016/04/27/1-minute-of-all-out-exercise-may-equal-45-minutes-of-moderate-exertion/