Comment l'esprit de l'expert en karaté donne un coup de poing
La nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Imperial College de Londres et de l'University College de Londres a révélé que les différences dans la structure de la matière blanche - les connexions entre les régions du cerveau - correspondaient à la performance des ceintures noires et des novices dans un test de capacité de poinçonnage.
Les chercheurs notent que les experts du karaté sont capables de générer des forces extrêmement puissantes avec leurs coups de poing, mais comment ils le font n'est pas entièrement compris.
Des études antérieures ont montré que la force générée dans un coup de poing de karaté n'est pas déterminée par la force musculaire, ce qui suggère que des facteurs liés au contrôle du mouvement musculaire par le cerveau pourraient être impliqués, ont déclaré les scientifiques.
Publié dans le journal Cortex cérébral, l’étude a recherché des différences dans la structure du cerveau entre 12 pratiquants de karaté avec un rang de ceinture noire et une moyenne de 13,8 ans d’expérience de karaté, et 12 sujets témoins d’âge similaire qui pratiquaient régulièrement mais n’avaient aucune expérience des arts martiaux.
Les chercheurs ont testé la puissance de frappe des sujets. Pour faire des comparaisons utiles avec le poinçonnage des novices, ils ont limité la tâche au poinçonnage à courte distance, une distance de 5 centimètres. Les sujets portaient des marqueurs infrarouges sur les bras et le torse pour capturer la vitesse de leurs mouvements.
Comme prévu, le groupe de karaté a frappé plus fort, selon les chercheurs, qui expliquent que la puissance de leurs coups de poing dépendait du timing - la force qu'ils généraient était en corrélation avec la synchronisation du mouvement de leurs poignets et de leurs épaules.
Les scintigraphies cérébrales ont montré que la structure microscopique dans certaines régions du cerveau différait entre les deux groupes. Chaque région cérébrale est composée de matière grise, constituée des principaux corps de cellules nerveuses, et de matière blanche, qui est principalement constituée de faisceaux de fibres qui transportent des signaux d'une région à une autre.
Les scans utilisés dans cette étude, appelés imagerie du tenseur de diffusion (DTI), ont détecté des différences structurelles dans la substance blanche de parties du cerveau appelées cervelet et le cortex moteur primaire, qui sont connus pour être impliqués dans le contrôle du mouvement, ont déclaré les chercheurs.
Les différences mesurées par DTI dans le cervelet étaient en corrélation avec la synchronicité des mouvements du poignet et des épaules des sujets lors du poinçonnage. Le signal DTI était également en corrélation avec l'âge auquel les experts de karaté ont commencé à s'entraîner et leur expérience totale. Ces résultats suggèrent que les différences structurelles dans le cerveau sont liées à la capacité de poinçonnage des ceintures noires, selon les chercheurs.
«La plupart des recherches sur la façon dont le cerveau contrôle le mouvement ont été basées sur l'examen de la façon dont les maladies peuvent altérer la motricité», a déclaré le neuroscientifique Ed Roberts, Ph.D., du département de médecine de l'Imperial College de Londres, qui a dirigé l'étude.
«Nous avons adopté une approche différente, en examinant ce qui permet aux experts de mieux performer que les novices dans les tests d'habileté physique.
«Les ceintures noires de karaté ont pu coordonner à plusieurs reprises leur action de frappe avec un niveau de coordination que les novices ne peuvent pas produire», a-t-il poursuivi.
«Nous pensons que cette capacité pourrait être liée à un réglage fin des connexions neuronales dans le cervelet, leur permettant de synchroniser très précisément les mouvements de leurs bras et de leur tronc.»
Roberts a noté que les chercheurs commencent tout juste à comprendre la relation entre la structure cérébrale et le comportement, mais note que les résultats de son équipe sont cohérents avec des recherches antérieures montrant que le cervelet joue un rôle essentiel dans la capacité à produire des mouvements complexes et coordonnés.
"Il existe plusieurs facteurs qui peuvent affecter le signal DTI, nous ne pouvons donc pas dire exactement à quelles caractéristiques de la matière blanche ces différences correspondent", a-t-il déclaré.
«D'autres études utilisant des techniques plus avancées nous donneront une image plus claire.»
Source: Imperial College de Londres
