Stimulation directe par courant transcranial et performance sportive : une revue systématique et méta analyse des effets sur l’endurance physique, la force musculaire et les compétences visuo-motrices

Jul 19 / Nicolas Campet
La stimulation directe par courant transcranial (tDCS) est une forme de stimulation cérébrale qui a été rapportée comme en lien avec un certain nombre d’améliorations sur la performance de la fonction cognitive, l’endurance à l’exercice et la force musculaire. La tDCS a des avantages pratiques sur d’autres méthodes de stimulation cérébrale comme la stimulation magnétique transcraniale (TMS) notamment en raison de son coût, de la sécurité et de la portabilité des appareils. Ainsi il n’est désormais plus rare de voir des athlètes se fournir des kits de stimulation comme alternative rapide à l’amélioration de la performance.
Le gain de popularité de cette technique est dû au fait qu’elle apporte de façon non invasive une modulation de la cognition et du comportement par augmentation (anode) ou réduction (cathode) de l’excitabilité corticale, parfois dans le but de traiter certains déficits pathologiques mais également dans le cadre de l’amélioration de la performance ou « neurodoping ».
Les effets inhibiteurs de la stimulation sont prometteurs, les études sur la TMS montrant notamment une amélioration du contrôle moteur par réduction de l’amplitude des tremblements. D’autres travaux ont montré qu’une seule session de tDCS pouvait réduire les effets de la fatigue cognitive sur la performance d’endurance, améliorer la performance cognitive, la performance motrice ainsi qu’accélérer l’apprentissage moteur par excitation du cortex moteur, quand elle est utilisée conjointement à un régime d’entrainement pré établi.
Avis du pôle scientifique de Kinesport
Pastille verte
Cette méta-analyse est un article à faible risque de biais, tous les critères méthodologiques majeurs sont respectés permettant de limiter et contrôler au mieux les biais dans leur étude.
La plupart des appareils de tDCS utilisent deux électrodes en caoutchouc, qui serviront d’anode et cathode, et qui peuvent délivrer un courant entre 1 et 2 mA, habituellement sur une durée de 10-20 min.
Le cortex moteur (M1) est une cible privilégiée grâce à son rôle dans le maintien de la commande neuronale dans les motoneurones, améliorant ainsi la performance par compensation de la fatigue centrale.
Pendant une tache de préhension unilatérale il a été observé une activation du M1 homolatéral lorsque la force était supérieure à 30% de la contraction maximale volontaire (MVC), ce qui indique un effet de cross activation. Cette facilitation est également observée après stimulation par l’anode de la tDCS sur le cortex M1 homolatéral, résultant en une augmentation de la force maximale et de l’activation croisée.
La stimulation des régions motrices influencerait l’apprentissage moteur et l’excitabilité cortico spinale sur une durée supérieure à une heure après application du courant, ce qui peut potentiellement être utile dans le domaine du sport de haut niveau mais également dans d’autres domaines nécessitant des compétences motrices fines sur la durée (par exemple en chirurgie).
D’autres régions peuvent être ciblées comme le cortex préfrontal (PFC), qui joue un rôle dans le feedback en lien avec la fatigue. La diminution de l’oxygénation préfrontale résulte en une diminution du temps d’épuisement (TTE) et conduit donc à l’échec en termes de performance. Ainsi la stimulation de cette zone pourra permettre l’amélioration de l’habileté cognitive à retarder ce temps d’épuisement et à tolérer l’exercice.
Malgré les preuves sur les bénéfices de la technique, les modalités concernant les protocoles d’application constituent un véritable challenge dans l’interprétation de l’efficacité générale de la technique. La durée de stimulation étant rapportée comme un déterminant-clé de la prolongation des effets de la tDCS. Également, le positionnement exact des électrodes de surface, compliqué par les différences inter-individus, influence la cascade d’effets de la stimulation cérébrale et donc les résultats sur la performance.
Les précédentes revues systématiques dans le cadre du sport ont reporté des preuves positives mais aussi non concluantes concernant ces améliorations de la force et de l’endurance, mais ces revues étaient limitées par le faible nombre d’études enregistrées et par le regroupement de certaines dimensions d’exercices disparates. Enfin ces revues se sont concentrées exclusivement sur des dimensions exercices, ignorant l’effet potentiel de la tDCS sur l’amélioration du contrôle moteur fin et l’apprentissage moteur, les compétences d’exécution motrice composant une partie fondamentale de l’expertise dans le sport.
Ainsi l’objectif de l’étude est de fournir une mise à jour de la littérature qui va :
  • Différencier les études selon les dimensions physiologiques et réaliser des sous analyses.
  • Fournir une meilleure compréhension des effets sur l’amélioration de la performance en examinant l’endurance physique, la force musculaire et les compétences visuomotrices.
  • Examiner les effets modérateurs des paramètres de stimulation. 
Cette étude étant motivée par l’intérêt grandissant et l’utilisation non régulée des appareils de tDCS à la fois dans des contextes sportifs et non sportifs. 
Les questions de recherche sont donc les suivantes : 
  • Existe-il des preuves fiables des effets sur l’amélioration de la performance lors de tâches sportives ?