Vous connaissez tous ce moment difficile où vos poumons suffocants et vos jambes lourdes vous crient de ralentir. Quand poser un pied devant l’autre vous demande de plus en plus d’effort et est de plus en plus douloureux, et que vous terminez votre séance – beaucoup plus tôt que prévu – en vous disant que vous n’en pouvez plus. Que vous êtes épuisé, pour rester scientifiquement correct.

étant donné l’endroit où apparaissent ces sensations de fatigue, il n’est pas étonnant que la plupart des études sur l’amélioration de l’endurance se soient principalement appuyées sur la théorie selon laquelle la fatigue apparaît lorsque votre corps – vos muscles, vos poumons et votre cœur – fait savoir à votre cerveau qu’il a atteint ses limites. Mais si l’hypothèse de départ était erronée ?

Et si c’était l’inverse ?

Reconnaître que le cerveau joue un rôle dans l’atteinte d’une performance sportive optimale n’a rien de nouveau. Bien que cela ne soit pas vraiment mesurable, les athlètes élite louent depuis longtemps l’importance du mental pour se surpasser physiquement et faire la différence entre les premières marches du podium et une place de finisher. Sir Roger Bannister, qui sait ce que c’est que de se surpasser, prône la notion de volonté : « L’organe le plus important est le cerveau, et non le cœur ou les poumons. »

Matière grise

Les scientifiques sont désormais unanimes et ont concentré leurs recherches sur le rôle précis du cerveau quand il s’agit d’endurance et de fatigue. L’un des précurseurs a été Tim Noakes, professeur de sport à l’université du Cap et auteur du livre Lore of Running (disponible en anglais). En s’appuyant sur ses découvertes, il affirme que c’est le cerveau qui limite nos efforts d’endurance bien avant notre corps.

Quid de la VO2 max me demanderez-vous, tout essoufflé et plié en deux sur le bord de la piste ? Car les scientifiques et les entraîneurs nous poussent à dépasser nos limites pulmonaires jusqu’à l’asphyxie en se fondant sur la théorie – développée il y a près de 100 ans par le lauréat du prix Nobel de physiologie ou médecine A.V. Hill – selon laquelle un apport d’oxygène insuffisant aux muscles qui travaillent limite la performance. Et cette idée d’apport d’oxygène semble plutôt chouette et logique. Elle est erronée d’après Noakes, qui a été le premier à remettre en question le modèle de Hill en 1987.

Dans une étude publiée dans la revue scientifique Medicine & Science in Sports & Exercise, Noakes a réanalysé les données de Hill et a découvert que ses études n’avaient pas vraiment montré que les coureurs avaient manqué d’oxygène.

Alors que se passe-t-il ? Noakes a développé une théorie sur la performance en endurance à partir de ses propres recherches, appelée le modèle du « gouverneur central ». Le cerveau ne reçoit pas simplement les signaux d’alerte de la fatigue, il commande. « La fatigue est juste une sensation, c’est votre cerveau qui dit à votre corps qu’il est fatigué, et non l’inverse », explique Noakes. Alors comment le cerveau freine-t-il les muscles ? « Il inhibe la force en réduisant sa transmission vers les  muscles », précise Noakes, ce qui diminue le nombre d’unités motrices qui sont activées durant l’exercice. Autrement dit, ce ne sont pas vos muscles qui disent à votre cerveau qu’ils ont besoin de repos, c’est votre cerveau qui dit à vos muscles de ralentir.

Si cette théorie de fatigue musculaire était exacte, les conséquences seraient énormes. Mais chaque chose en son temps. Existe-t-il d’autres études qui confirment cette théorie ? L’étude de l’activité électrique dans les muscles activés fournit des preuves probantes : en théorie, avec la fatigue des fibres musculaires, d’autres fibres devraient être recrutées pour compenser le relâchement. Pourtant, dans une étude réalisée auprès de cyclistes expérimentés à qui on a demandé d’effectuer des sprints de 1000 m et de 4000 m durant un contre-la-montre de 100 km, Noakes a observé que l’activité électrique dans les muscles diminuait avec la fatigue – même quand les cyclistes pédalaient le plus vite possible. « Ils avaient l’impression d’avoir atteint leurs limites physiques, mais il s’est avéré qu’ils n’utilisaient que 30 % de leurs fibres musculaires », précise Noakes.

Noakes n’est plus seul à présent. Une étude menée par l’université de Birmingham a découvert bien d’autres choses sur la capacité de notre cerveau à protéger nos réserves d’énergie. On a demandé à des athlètes de se rincer la bouche (sans avaler) avec une solution sans arôme d’eau et de glucides appelée Maltodextrine, ou un placebo. Ceux qui ont pris la solution à base de glucides ont amélioré leurs performances lors des périodes intenses d’exercice durant environ 1 h. Il s’avère que le cerveau peut sentir les glucides dans la bouche, même s’ils n’ont pas de goût. Votre cerveau informe votre corps de l’arrivée de glucides. Et ce message incite les muscles à fonctionner plus intensément et plus longtemps. Pourtant, les glucides n’ont pas été consommés, il n’y a pas eu de véritable boost d’énergie. Tout était dans la tête.

Mais pourquoi notre cerveau veut-il nous ralentir au point de nous berner ? D’après le modèle du gouverneur central de Noakes, il garde constamment un œil sur l’ensemble de notre corps et nous empêche de dépasser la limite au-delà de laquelle nos muscles ou nos organes seraient endommagés. Pour éviter une catastrophe interne, « un système de contrôle situé dans une petite région de notre cerveau surveille constamment les signaux envoyés par notre organisme », explique Noakes. S’il interprète l’information comme une menace, le cerveau produit des sensations d’inconfort et diminue l’activité électrique des muscles pour les protéger. C’est à ce moment-là que les messages très convaincants – « Je dois m’arrêter tout de suite » – commencent à apparaître dans votre tête. Vous avez l’impression qu’ils viennent directement de vos quadriceps qui chauffent et de vos mollets contractés, mais ils ne sont jamais sortis de votre cerveau. En fait, « ces messages sont envoyés par la partie subconsciente du cerveau à la partie consciente », précise Noakes.

Les derniers mètres au mental

La théorie du gouverneur central pourrait expliquer que des marathoniens à l’agonie réussissent à trouver l’énergie suffisante pour rallier la ligne d’arrivée. D’après Noakes, la partie subconsciente du cerveau sent que la fin de l’activité sportive est proche et permet à votre organisme de libérer les dernières réserves d’énergie pour que vos muscles puissent les utiliser.

D’après Noakes, ce mécanisme de régulation est là pour que vous franchissiez la ligne d’arrivée « sain et sauf ». Il vous restera toujours des réserves.

Jusque-là, tout va bien. Mais une question pratique se pose : si nous savons que nous pouvons souffler un peu et nous ravitailler sur la route et que nous avons plus de réserves que ce que veut bien nous laisser croire notre subconscient, pouvons-nous court-circuiter le cran de sécurité et puiser dans cette réserve supplémentaire ? L’idée que nous avons plus de réserves que ce que nous fait croire notre cerveau est stimulante… Mais pouvons-nous piéger notre subconscient à son propre jeu et faire en sorte qu’il n’envoie plus de signaux de fatigue ni d’entraves physiologiques pour permettre à davantage de fibres musculaires d’être impliquées dans notre déplacement d’un point A à un point B ?

La promesse, pleine de possibilités, est la suivante : nous pourrions tromper notre subconscient pour qu’il nous redonne de l’énergie quand on en aurait besoin. Mais comment duper notre gouverneur central ? Grâce à une petite astuce, d’après une étude de l’université de Northumbria. Les chercheurs ont demandé à des cyclistes de faire des séries de 4 000 m. Après plusieurs répétitions, les participants ont eu la sensation d’atteindre leurs limites sur la distance. Ensuite, les chercheurs ont présenté à chaque cycliste 2 avatars sur un écran. Ils ont expliqué que l’un des avatars avançait à la même allure que le cycliste, tandis que l’autre – leur adversaire virtuel – était programmé pour rouler à une allure correspondant à leur effort le plus intense. En fait, cet avatar roulait 1 % plus vite. Les cyclistes ont fini par rouler aussi vite que leur avatar le plus rapide lors de cet exercice virtuel, roulant plus vite que ce qu’ils étaient capables de faire avant. « Une petite duperie du cerveau peut améliorer votre performance », note le professeur Kevin Thompson, de l’université de Northumbria. Même si la réaction interne du cerveau a été exacerbée par la production de puissance supplémentaire, les sujets de l’étude pensaient encore qu’ils pouvaient battre leur adversaire virtuel.

L’expérience s’arrête là, malheureusement. Quelle que soit l’habileté avec laquelle vous bernerez votre cerveau, les réserves d’énergie dans lesquelles il peut puiser restent limitées, comme le dit Noakes : « En fin de compte, les forces physiologiques auront toujours le dernier mot. »

En utilisant la même approche qu’avant, le professeur Thompson a cherché où se trouve cette limite physiologique. Une nouvelle fois, 2 groupes de cyclistes ont fait du vélo contre un avatar. Les chercheurs ont dit au premier groupe que le nouvel avatar roulerait 2 à 5 % plus vite que leur vitesse maximale, mais ils n’ont rien dit au deuxième groupe. Les cyclistes du premier groupe ont très vite abandonné la course contre le nouvel avatar, roulant à leur vitesse maximale. En revanche, les cyclistes du deuxième groupe se sont « accrochés » à leur avatar, programmé pour rouler 2 % plus vite – l’augmentation de la vitesse de 5 % était trop importante, les cyclistes ont décroché à mi-parcours.

Accédez à vos réserves d’urgence

Qu’est-ce que cela signifie pour vous ? « Nos recherches démontrent qu’il existe une réserve métabolique qui peut entraîner une amélioration de la performance de 2 à 5 % si elle peut être accessible », précise Thompson. « à un niveau de compétition, une augmentation de la vitesse moyenne de seulement 1 % peut faire une grande différence », ajoute-t-il.

Conclusion : si la fatigue musculaire provient du cerveau, vos efforts pour la prévenir devraient se concentrer aussi bien sur votre cerveau que sur vos muscles. Et le plus important selon Noakes, c’est de convaincre votre cerveau de vos véritables capacités. « Les entraîneurs le savent depuis longtemps, conclut-il. Ils apprennent aux sportifs à s’entraîner plus intensément pour que leur cerveau apprenne ce qu’ils sont capables de faire. »