Influence de l'exercice physique sur la neuroplasticité et les réseaux sensorimoteurs chez les personnes âgées (EXOPLASTIC)
L'objectif de cette étude est d'étudier l'influence d'une seule séance d'exercice aérobique modéré sur la neuroplasticité du cortex moteur chez les personnes âgées, seule et en combinaison avec la stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS), et de comparer ces effets avec ceux observés chez les jeunes adultes.
Le vieillissement normal est associé à des changements du système nerveux central qui peuvent affecter la fonction motrice, l'intégration sensorimotrice et les mécanismes d'inhibition corticale. Ces altérations peuvent réduire la capacité du cerveau à la neuroplasticité, essentielle pour l'apprentissage moteur et l'adaptation fonctionnelle. L'exercice physique a été proposé comme une stratégie potentielle pour contrer le déclin lié à l'âge de la neuroplasticité.
Dans cette étude, des jeunes adultes et des personnes âgées en bonne santé participeront à trois sessions expérimentales. Les participants réaliseront deux conditions expérimentales selon un plan croisé randomisé : (1) exercice aérobique suivi de stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS), et (2) inactivité physique suivie de tDCS, et une troisième session évaluera les effets de l'exercice seul. L'exercice aérobique modéré consistera en 20 minutes de cyclisme sur un ergomètre.
L'excitabilité corticospinale et la fonction des circuits intracorticaux et sensorimoteurs seront évaluées par stimulation magnétique transcrânienne (TMS) avant et après chaque intervention. La neuroplasticité sera évaluée en mesurant les changements des potentiels évoqués moteurs enregistrés dans un muscle de la main du côté dominant.
L'objectif principal est de déterminer si l'exercice aérobique améliore la plasticité induite par la tDCS, et si cette amélioration diffère entre jeunes adultes et personnes âgées. Les objectifs secondaires incluent l'évaluation des différences liées à l'âge dans les mécanismes d'inhibition et de facilitation intracorticaux et les processus d'intégration sensorimotrice.
En améliorant la compréhension de la façon dont l'exercice interagit avec la stimulation cérébrale pour moduler la plasticité du cortex moteur, cette étude peut contribuer à éclairer les stratégies visant à préserver la fonction motrice et l'indépendance fonctionnelle dans les populations vieillissantes.
Aperçu de l'étude
Statut
Les conditions
Description détaillée
Le vieillissement est associé à des modifications structurelles et fonctionnelles du système nerveux central qui peuvent affecter négativement le contrôle moteur, la stabilité posturale, la coordination des membres supérieurs et le comportement moteur adaptatif. Ces altérations fonctionnelles sont en partie attribuées à des changements dans l'excitabilité corticale et à une efficacité réduite des circuits inhibiteurs intracorticaux et sensorimoteurs au sein du cortex moteur primaire (M1). De telles modifications peuvent contribuer à un déclin de la neuroplasticité, définie comme la capacité du cerveau à se réorganiser en réponse à des stimuli internes ou externes.
La neuroplasticité joue un rôle critique dans l'apprentissage et l'adaptation moteurs et est donc essentielle pour maintenir l'autonomie fonctionnelle chez les personnes âgées. Identifier des interventions capables d'améliorer ou de préserver la neuroplasticité avec l'âge représente un défi clinique et sociétal important. L'exercice physique aérobie est apparu comme une stratégie non pharmacologique prometteuse pour moduler l'excitabilité corticale et promouvoir la neuroplasticité.
L'objectif principal de cette étude est d'évaluer l'effet d'une seule séance d'exercice aérobie modéré sur la neuroplasticité induite par la stimulation transcrânienne à courant direct (tDCS) chez les personnes âgées, comparé aux jeunes adultes. L'objectif secondaire est d'examiner l'influence de l'exercice sur les circuits intracorticaux intrinsèques et les mécanismes d'intégration sensorimotrice au sein de M1.
Conception de l'étude :
Il s'agit d'une étude exploratoire monocentrique où chaque participant effectuera trois sessions expérimentales séparées d'au moins une semaine :
Session 1 et Session 2 (conception croisée randomisée) :
- Condition A : 20 minutes d'exercice aérobie modéré suivi de tDCS.
- Condition B : 20 minutes de repos assis suivi de tDCS. L'ordre de ces deux conditions sera randomisé. Chaque participant sert de son propre contrôle.
Session 3 :
- Évaluation des effets de l'exercice aérobie seul (sans tDCS).
Procédures expérimentales :
Après avoir donné leur consentement éclairé écrit, les participants subissent des évaluations de base comprenant des questionnaires documentant le niveau d'activité physique, la latéralité manuelle et le niveau de douleur.
Les participants sont confortablement assis et des électrodes d'électromyographie de surface (EMG) sont placées sur le muscle abducteur du pouce court (APB) de la main dominante. La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) est délivrée sur M1 correspondant à la représentation de la main dominante. Le site de stimulation optimal (point chaud) et le seuil moteur au repos (RMT) sont déterminés.
L'excitabilité corticospinale est évaluée en utilisant la TMS à impulsion unique à des intensités croissantes pour construire des courbes de recrutement entrée-sortie (I/O). Les potentiels évoqués moteurs (MEP) sont enregistrés à partir du muscle APB. Une fonction sigmoïde de Boltzmann est utilisée pour modéliser les courbes I/O et extraire des paramètres incluant la pente, le plateau et le S50. La mesure de résultat principale est la pente de la courbe I/O, reflétant le gain de recrutement corticospinal.
La neuroplasticité est évaluée en comparant l'excitabilité corticospinale avant et après une session de 20 minutes de tDCS anodale appliquée sur le M1 dominant (2 mA). Les changements dans les paramètres de la courbe I/O après tDCS, avec ou sans exercice physique préalable, servent d'indicateurs de plasticité induite.
Les mécanismes inhibiteurs et facilitateurs intracorticaux sont évalués en utilisant des protocoles TMS à impulsions appariées :
- Inhibition intracorticale à intervalle court (SICI)
- Facilitation intracorticale (ICF)
- Inhibition intracorticale à intervalle long (LICI)
L'intégration sensorimotrice est évaluée en utilisant une stimulation nerveuse périphérique appariée (nerf médian au poignet) combinée à la TMS pour mesurer :
- Inhibition afférente à courte latence (SAI)
- Inhibition afférente à longue latence (LAI)
- Facilitation induite par afférence (AIF) Les mesures de résultat sont exprimées sous forme de rapports des amplitudes MEP conditionnées sur non conditionnées.
Intervention d'exercice aérobie :
L'exercice aérobie modéré consiste en 20 minutes de vélo sur un ergomètre à 60 à 70 tours par minute. L'intensité de l'exercice est individualisée pour correspondre à environ 50% de la réserve de fréquence cardiaque (intensité modérée), surveillée tout au long de la session.
La durée estimée de chaque session expérimentale est la suivante :
- Session 1 (2h05) : Information, consentement et questionnaires (10 minutes), placement des électrodes (5 minutes), enregistrements de base (35 minutes), 20 minutes d'exercice aérobie ou repos assis (randomisé), 20 minutes de tDCS et 35 minutes d'enregistrements post-intervention.
- Session 2 (1h05) : Même procédure que la Session 1 sans information, consentement ou questionnaires. Les participants réalisent la condition alternative (exercice ou repos), suivie de tDCS et d'enregistrements post-intervention.
- Session 3 (1h35) : Préparation (5 minutes), enregistrements de base (35 minutes), 20 minutes d'exercice aérobie et 35 minutes d'enregistrements post-exercice.
Type d'étude
Inscription (Estimé)
Phase
- N'est pas applicable
Contacts et emplacements
Coordonnées de l'étude
- Nom: Hervé Devanne, Pr
- Numéro de téléphone: +33 6 76 32 12 84
- E-mail: herve.devanne@univ-littoral.fr
Sauvegarde des contacts de l'étude
- Nom: Laurence Jones, MSc
- Numéro de téléphone: +33 6 11 77 53 23
- E-mail: laurence.jones@etu.univ-littoral.fr
Lieux d'étude
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Nord
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Loos, Nord, France, 59120
- Recrutement
- Eurasport
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Contact:
- Serge Berthoin, PhD
- Numéro de téléphone: +33 3 74 00 82 02
- E-mail: serge.berthoin@univ-lille.fr
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Critères de participation
Critère d'éligibilité
Âges éligibles pour étudier
- Adulte
- Adulte plus âgé
Accepte les volontaires sains
La description
Critères d'inclusion :
- Hommes ou femmes âgés de 20 à 35 ans pour le groupe plus jeune et de 65 à 80 ans pour le groupe plus âgé.
- Sujets droitiers ou gauchers en bonne santé.
- Sujets ayant signé un formulaire de consentement éclairé.
- Capacité à comprendre le français parlé et écrit pour suivre les procédures de l'étude.
- Sujets affiliés ou bénéficiaires d'un régime de sécurité sociale.
Critères d'exclusion :
- Antécédents de troubles psychiatriques : personnes présentant une déficience intellectuelle ou une altération sévère des fonctions cognitives, comportementales ou émotionnelles les empêchant de comprendre le protocole et de signer le formulaire de consentement éclairé.
- Antécédents neurologiques (épilepsie, accident vasculaire cérébral, chirurgie cérébrale ou médullaire, et antécédents de maladies neurologiques affectant la motricité et la sensibilité, telles que la sclérose en plaques, les maladies neurodégénératives comme Parkinson ou Alzheimer).
- Incapacité à donner un consentement éclairé (par exemple, démence, déficience auditive significative, maîtrise insuffisante de la langue).
- Contre-indications à la TMS et à la tDCS : épilepsie non contrôlée, corps étranger métallique intracrânien, appareil auditif ou implant cochléaire, stimulateur ou pompe implanté, lésion cutanée du cuir chevelu, hypertension intracrânienne, dérivation du liquide céphalo-rachidien).
- Présence d'un stimulateur cardiaque ou autre dispositif médical électronique implanté.
- Utilisation de médicaments psychotropes.
- Personnes sous tutelle ou curatelle.
- Femmes enceintes et allaitantes.
- Incapacité ou contre-indication reconnue à l'activité physique.
Plan d'étude
Comment l'étude est-elle conçue ?
Détails de conception
- Objectif principal: Science basique
- Répartition: Randomisé
- Modèle interventionnel: Affectation croisée
- Masquage: Aucun (étiquette ouverte)
Armes et Interventions
Groupe de participants / Bras |
Intervention / Traitement |
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Expérimental: Activité Physique + tDCS
Les participants subissent des évaluations initiales de l'excitabilité corticospinale et des circuits intracorticaux et sensorimoteurs en utilisant la stimulation magnétique transcrânienne (TMS). Ils effectuent ensuite 20 minutes d'exercice aérobique d'intensité modérée sur un ergocycle à 50 % de la réserve de fréquence cardiaque, en maintenant un rythme de 60 à 70 tours par minute (tr/min). Immédiatement après l'exercice, les participants reçoivent 20 minutes de stimulation transcrânienne par courant continu anodique (tDCS) appliquée sur le cortex moteur primaire (M1). Les évaluations TMS post-intervention sont réalisées en utilisant les mêmes paradigmes à impulsion unique et à impulsions appariées pour évaluer les changements dans l'excitabilité corticospinale et les circuits intracorticaux et sensorimoteurs suite à l'intervention combinée d'exercice aérobique et de tDCS anodique. |
Les participants effectuent 20 minutes de cyclisme d'intensité modérée sur un ergocycle à 50 % de la réserve de fréquence cardiaque, en maintenant un rythme entre 60 et 70 tours par minute (tr/min).
La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) en simple et double impulsion est appliquée au niveau du cortex moteur primaire (M1) pour évaluer l'excitabilité corticospinale, les mécanismes inhibiteurs et facilitateurs intracorticaux ainsi que la fonction des circuits sensorimoteurs.
Les potentiels évoqués moteurs (MEP) sont enregistrés au niveau du muscle court abducteur du pouce (APB) de la main dominante.
La stimulation transcrânienne à courant direct (tDCS) anodale est délivrée pendant 20 minutes sur le cortex moteur primaire (M1) avec une intensité de courant de 2 mA.
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Expérimental: Inactivité physique + tDCS
Les participants subissent des évaluations initiales de l'excitabilité corticospinale et des circuits intracorticaux et sensorimoteurs à l'aide de la stimulation magnétique transcrânienne (TMS). Ils restent ensuite assis pendant 20 minutes et regardent une vidéo silencieuse de scènes de chutes d'eau naturelles sans narration. Cette condition est conçue pour fournir une période de repos standardisée et contrôlée, comparable entre les participants. Immédiatement après, les participants reçoivent 20 minutes de stimulation transcrânienne à courant direct anodique (tDCS) appliquée sur le cortex moteur primaire (M1). Les évaluations TMS post-intervention sont réalisées en utilisant les mêmes paradigmes de stimulation simple et double impulsion pour évaluer les changements dans l'excitabilité corticospinale et les circuits intracorticaux et sensorimoteurs suite à l'intervention combinée d'inactivité physique et de tDCS anodique. |
La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) en simple et double impulsion est appliquée au niveau du cortex moteur primaire (M1) pour évaluer l'excitabilité corticospinale, les mécanismes inhibiteurs et facilitateurs intracorticaux ainsi que la fonction des circuits sensorimoteurs.
Les potentiels évoqués moteurs (MEP) sont enregistrés au niveau du muscle court abducteur du pouce (APB) de la main dominante.
La stimulation transcrânienne à courant direct (tDCS) anodale est délivrée pendant 20 minutes sur le cortex moteur primaire (M1) avec une intensité de courant de 2 mA.
Les participants restent assis pendant 20 minutes en regardant une vidéo silencieuse de scènes de cascades naturelles sans narration.
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Expérimental: Activité physique
Les participants subissent des évaluations initiales de l'excitabilité corticospinale et des circuits intracorticaux et sensorimoteurs à l'aide de la stimulation magnétique transcrânienne (TMS).
Ils effectuent ensuite 20 minutes d'exercice aérobique d'intensité modérée sur un ergocycle à 50 % de la réserve de fréquence cardiaque, en maintenant une cadence de 60 à 70 tours par minute (tr/min).
Immédiatement après l'exercice, des évaluations TMS post-intervention sont réalisées en utilisant les mêmes paradigmes de stimulation simple et appariée pour évaluer les changements de l'excitabilité corticospinale et des circuits intracorticaux et sensorimoteurs après l'exercice aérobique seul.
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Les participants effectuent 20 minutes de cyclisme d'intensité modérée sur un ergocycle à 50 % de la réserve de fréquence cardiaque, en maintenant un rythme entre 60 et 70 tours par minute (tr/min).
La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) en simple et double impulsion est appliquée au niveau du cortex moteur primaire (M1) pour évaluer l'excitabilité corticospinale, les mécanismes inhibiteurs et facilitateurs intracorticaux ainsi que la fonction des circuits sensorimoteurs.
Les potentiels évoqués moteurs (MEP) sont enregistrés au niveau du muscle court abducteur du pouce (APB) de la main dominante.
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Que mesure l'étude ?
Principaux critères de jugement
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Excitabilité corticospinale
Délai: Évalué au départ et immédiatement après l'intervention lors de chacune des trois sessions expérimentales (exercice aérobique + tDCS, inactivité physique + tDCS et exercice aérobique seul).
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L'excitabilité corticospinale sera évaluée à l'aide de la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) appliquée au cortex moteur primaire.
Les potentiels évoqués moteurs (PEM) sont enregistrés par électromyographie de surface au niveau du muscle court abducteur du pouce (APB) de la main dominante.
Des impulsions uniques d'intensité croissante seront délivrées pour établir une courbe de recrutement entrée-sortie (E/S).
L'intensité de stimulation sera augmentée par paliers de 3 à 5 %, et 10 stimuli seront délivrés par intensité de stimulation.
Les courbes E/S seront ajustées à l'aide d'une fonction sigmoïde de Boltzmann.
Trois paramètres seront dérivés : pente, plateau et S50.
Ces paramètres seront comparés entre les conditions expérimentales.
Le critère de jugement principal sera la pente de la courbe E/S, reflétant le taux de recrutement des neurones dans la voie corticospinale, indiquant le niveau d'excitabilité corticospinale.
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Évalué au départ et immédiatement après l'intervention lors de chacune des trois sessions expérimentales (exercice aérobique + tDCS, inactivité physique + tDCS et exercice aérobique seul).
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Mesures de résultats secondaires
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Circuits intracorticaux et sensorimoteurs du M1
Délai: Valeurs de base et post-intervention
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Les circuits sensorimoteurs du cortex moteur primaire (M1) seront évalués en utilisant une stimulation magnétique transcrânienne (TMS) à double impulsion appliquée sur le M1 contrôlant la main dominante. Inhibition et facilitation intracorticales à intervalles courts et longs (SICI, ICF, LICI) : Un stimulus conditionnant sous-seuil (80 % du seuil moteur de repos, RMT) précédera un stimulus test supraliminaire (potentiel évoqué moteur, MEP, de 1 mV) à des intervalles inter-stimuli spécifiques pour quantifier les processus inhibiteurs et facilitateurs intracorticaux. Les mesures de résultat sont exprimées sous forme de rapport de l'amplitude du MEP conditionné sur celle du MEP non conditionné. Circuits afférents sensorimoteurs (SAI, LAI, AIF) : La stimulation électrique du nerf médian au poignet (SC) précédera la TMS sur le M1 (ST) à des intervalles définis pour évaluer l'inhibition ou la facilitation médiée par les afférences. Les mesures de résultat sont le rapport de l'amplitude du MEP conditionné sur celle du MEP non conditionné. |
Valeurs de base et post-intervention
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Autres mesures de résultats
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Questionnaire mondial sur l'activité physique
Délai: Ligne de base
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Le Questionnaire mondial sur l'activité physique (GPAQ) est utilisé pour évaluer les niveaux d'activité physique.
Conçu pour les adultes, ce questionnaire standardisé comprend 16 items (P1 à P16) qui recueillent des informations sur les activités physiques et sportives pendant une semaine typique.
Le GPAQ explore trois catégories spécifiques : les activités réalisées dans un contexte professionnel, les déplacements actifs et les activités de loisir.
Il prend également en compte le temps passé assis, reflétant ainsi les comportements sédentaires.
Pour chacune de ces catégories, la fréquence, la durée et l'intensité des activités sont enregistrées.
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Ligne de base
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Inventaire d'Édimbourg de la latéralité manuelle
Délai: Ligne de base
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La mesure de la latéralité manuelle est particulièrement importante dans les études utilisant la stimulation magnétique transcrânienne (TMS), car la dominance manuelle est souvent associée à des asymétries fonctionnelles et structurelles dans le cerveau.
L'identification précise de la main dominante permet un meilleur ciblage des régions corticales d'intérêt et une standardisation de l'interprétation des résultats neurophysiologiques.
Ce questionnaire comprend une série d'activités courantes (écriture, lancer, utilisation de ciseaux, etc.) pour lesquelles le participant indique la main qu'il utilise le plus fréquemment.
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Ligne de base
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Échelle Numérique d'Évaluation de la Douleur
Délai: Le niveau de douleur sera évalué avant chaque séance. Si une douleur est présente, le participant la réévaluera à la fin de chaque séance.
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L'échelle d'évaluation numérique (NRS) sera utilisée pour évaluer la présence et l'intensité de la douleur dans la vie quotidienne, en particulier chez les participants âgés qui peuvent ressentir de la douleur.
Cette mesure est incluse pour documenter l'état de la douleur de base et pour explorer les interactions potentielles entre la douleur et les résultats neurophysiologiques.
Chez les participants ne signalant aucune douleur, l'échelle ne sera pas analysée plus avant.
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Le niveau de douleur sera évalué avant chaque séance. Si une douleur est présente, le participant la réévaluera à la fin de chaque séance.
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Collaborateurs et enquêteurs
Parrainer
Dates d'enregistrement des études
Dates principales de l'étude
Début de l'étude (Estimé)
Achèvement primaire (Estimé)
Achèvement de l'étude (Estimé)
Dates d'inscription aux études
Première soumission
Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité
Première publication (Réel)
Mises à jour des dossiers d'étude
Dernière mise à jour publiée (Réel)
Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité
Dernière vérification
Plus d'information
Termes liés à cette étude
Mots clés
Termes MeSH pertinents supplémentaires
- Comportement
- Activité motrice
- Comportement sédentaire
- Activité motrice
- Mouvement
- Phénomènes physiologiques musculo-squelettiques
- Phénomènes physiologiques musculo-squelettiques et neuronaux
- Thérapeutique
- Disciplines et activités comportementales
- Thérapie par champ magnétique
- Thérapie de stimulation électrique
- Thérapie convulsive
- Thérapies somatiques psychiatriques
- Électrochoc
- Techniques psychologiques
- Exercice
- Stimulation magnétique transcrânienne
- Stimulation de courant direct transcrânien
Autres numéros d'identification d'étude
- 2025-A01291-48
Plan pour les données individuelles des participants (IPD)
Prévoyez-vous de partager les données individuelles des participants (DPI) ?
Informations sur les médicaments et les dispositifs, documents d'étude
Étudie un produit pharmaceutique réglementé par la FDA américaine
Étudie un produit d'appareil réglementé par la FDA américaine
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