La forme physique est le résultat d'un grand nombre de facteurs différents qui agissent ensemble pour l'atteindre. Rien n'illustre mieux cette complexité que la « mémoire musculaire ».

Le terme « mémoire musculaire » étant utilisé dans deux contextes différents, il convient d'examiner chacun d'entre eux afin de mieux comprendre ce qui se passe et ce que nous décrivons réellement. Dans le premier cas, il implique que les muscles ont une sorte de mémoire en ce qui concerne la forme physique et qu'ils peuvent la retrouver après s'être un peu laissés aller ou avoir perdu leur niveau de forme à la suite d'une mise à pied due à une blessure. Dans le second cas, il est utilisé pour suggérer que les muscles ont une sorte de mémoire intégrée concernant la manière dont ils bougent, par exemple lorsque vous apprenez à lancer une balle ou à esquiver un coup de poing ou même à faire du vélo, ce qui leur permet d'exécuter à nouveau le mouvement à une date ultérieure, même si vous ne l'avez pas pratiqué depuis un certain temps.

Ont-ils raison ? Jusqu'à récemment, nous ne disposions que d'information descriptive sur le premier contexte et d'études mal comprises datant des années 70 sur le second. Les personnes fortement impliquées dans le fitness pensaient intuitivement avoir raison dans les deux cas, mais elles ne disposaient d'aucune théorie réelle pour étayer leur expérience personnelle et celles qui étudiaient la physiologie humaine et la croissance musculaire examinaient, comme il s'est avéré, les mauvaises choses, ce qui les a amenées à créer une théorie erronée.

Décortiquons un peu tout cela en examinant chacun d'entre eux séparément, puis les deux ensemble, afin de voir où se situent les chevauchements et comment nous pouvons tirer le meilleur parti de l'état actuel de la compréhension du fonctionnement de la mémoire musculaire.

Les muscles ont une mémoire de leur condition physique

L'idée que les muscles ont une sorte de mémoire est née de rapports selon lesquels les athlètes entraînés qui revenaient d'une longue période d'arrêt due à une blessure ou à une interruption de l'entraînement et qui repartaient donc à zéro, se remettaient en forme plus rapidement que ceux qui n'avaient pas les mêmes antécédents physiques qu'eux.

Tous ceux qui, pour une raison ou une autre, ont été contraints d'arrêter l'entraînement savent à quel point le corps réagit rapidement à l'arrêt de l'entraînement. La masse musculaire diminue très rapidement et l'endurance chute très vite et de façon spectaculaire. D'un point de vue évolutif, cela est logique. Le muscle est métaboliquement coûteux, car son maintien nécessite de grandes quantités d'énergie. Dès que le corps sent qu'il n'en a plus besoin, il entame le processus de réduction qui lui permet d'économiser de l'énergie.

En 2016, une étude menée par Malene Lindholm, physiologiste moléculaire de l'exercice à l'Institut Karolinska de Stockholm, a montré que le tissu musculaire n'a pas de « mémoire » de l'entraînement passé. Dans cette étude, les chercheurs ont demandé à 23 personnes très sédentaires de venir dans le laboratoire et de faire des coups de pied d’une seule jambe au rythme d’un coup de pied par seconde. Les participants ont répété cet exercice quatre fois par semaine pendant trois mois. Ils ont ensuite pris neuf mois de repos et sont revenus pour répéter l'entraînement, mais cette fois avec les deux jambes.

L'équipe de recherche a ensuite prélevé des biopsies musculaires avant et après les deux périodes d'entraînement et a analysé les gènes actifs dans le tissu musculaire de chaque jambe. Les résultats ont montré que les tissus musculaires entraînés et non entraînés présentaient exactement les mêmes changements physiologiques.

Lorsque le muscle est entraîné, le tout premier changement qu'il subit est une augmentation du nombre de noyaux (on les appelle les cellules satellites). Les noyaux sont responsables de la production des protéines nécessaires à la croissance et à la réparation du muscle lui-même. Les protéines, ainsi que d'autres messagers chimiques produits par chaque noyau d'une cellule musculaire, sont nécessaires au bon fonctionnement du tissu musculaire pendant l'exercice. Plus un muscle possède de noyaux, mieux il peut répondre à la rigueur de l'exercice et plus il est fort et durable. Il est également suggéré que le nombre de noyaux, en se multipliant, joue un rôle éventuel dans l'augmentation de la taille du muscle lui-même.

L'étude menée par l'Institut Karolinska en 2016 a examiné exactement les mêmes changements subis par les tissus musculaires entraînés que toutes les autres études antérieures :

• Taille du tissu conjonctif
• Taille des fibres musculaires
• L'expression des gènes pendant l'exercice
• Puissance de la jambe entraînée et de la jambe non entraînée

Les résultats ont montré qu'en dépit du fait qu'une jambe avait suivi un programme d'entraînement de trois mois auparavant, il n'y avait pas de différence majeure dans l'expression génétique et la puissance par rapport à la jambe non entraînée. Dans leur article, les chercheurs mentionnent qu'il y a quelques indications de petites différences, mais rien de suffisamment concluant pour changer leur opinion selon laquelle les muscles n'ont pas de mémoire musculaire.

Il se trouve qu'en examinant les performances pendant l'exercice et en effectuant des biopsies des muscles, les chercheurs se sont concentrés sur la mauvaise partie du mécanisme qui régit la mémoire musculaire. En effet, les muscles entraînés et non entraînés ne présentent pas de différences dans l'expression des gènes au cours de l'exercice lorsqu'ils développent leur force musculaire. Mais cela ne signifie pas que des changements n'ont pas eu lieu à un niveau beaucoup plus profond, et donc plus difficile à repérer.

Deux ans seulement après l'étude de l'Institut Karolinska, des chercheurs de l'Université de Keele ont effectué un suivi beaucoup plus approfondi, en examinant spécifiquement les changements survenus dans les muscles entraînés et non entraînés, au cours de l'exercice, à un niveau cellulaire.

« L'étude a examiné huit sujets masculins non entraînés sur une période de 22 semaines. Chaque sujet a participé à une période d'exercice de résistance ciblée, suivie d'une période d'inactivité, puis d'une autre période d'exercice. Des biopsies musculaires ont été prélevées à plusieurs moments de l'étude et plus de 850 000 sites génomiques ont été analysés à la recherche d'altérations épigénétiques. »

Ce qu'elle a révélé, c'est ce que tous les athlètes et entraîneurs sportifs savent de manière subjective depuis longtemps : Les muscles qui ont déjà été entraînés ont plus de facilité à revenir à un état d'entraînement que les muscles non entraînés qui se développent pour la première fois. Cela s'explique par les changements épigénétiques qui se produisent au niveau de chaque cellule. Des sites spécifiques sur chaque cellule sont responsables de la croissance musculaire et de l'augmentation de la force. Lorsque les muscles cessent de s'entraîner, on observe un déclin d'abord lent, puis plus rapide de la taille et de la force des muscles, mais les gènes responsables de la croissance musculaire ne disparaissent pas.

Cela signifie que les muscles qui étaient autrefois forts peuvent rapidement augmenter la production des protéines nécessaires à la construction musculaire. Il y a trois choses à retenir de cette étude et un détail, petit mais important, sur lequel l'étude n'a pas suffisamment insisté.

À retenir :

A. Les muscles possèdent une mémoire de leur ancienne condition physique et de leur force ancrée dans leurs gènes, ce qui leur permet de reconstruire cette force plus rapidement lorsqu'ils la perdent.

B. L'exercice physique soutenu crée des changements épigénétiques au niveau cellulaire qui nous permettent essentiellement de modifier notre ADN (dans le cadre de paramètres spécifiques).

C. L'exercice physique, au fil du temps, permet de construire une nouvelle version de nous-mêmes qui subsiste même après l'arrêt de l'exercice. Nous sommes, en fait, les architectes de notre moi physique.

Le détail qui n'a pas été suffisamment souligné est que, bien que le réentraînement musculaire soit plus facile si nous nous sommes déjà entraînés, à mesure que nous vieillissons, la capacité du muscle à se souvenir de ses capacités de renforcement s'amenuise. Cela signifie qu'il est probablement préférable de maintenir notre régime d'exercice plutôt que de se fier aux gloires passées et de se laisser aller à penser que nous pouvons reprendre là où nous nous sommes arrêtés à n'importe quel moment.

Il existe plus d'un type de mémoire musculaire

Cela nous amène au deuxième type de « mémoire » associé aux muscles, à savoir leur capacité à se souvenir de schémas moteurs spécifiques et complexes. La conduite d'un vélo est probablement l'exemple le plus simple, car il montre l'étendue exacte de cette capacité ainsi que ses limites.

Montez sur un vélo après une très longue période d'inactivité et, bien que vous n'ayez pas besoin de réapprendre la technique, vous vous apercevrez que vous vous êtes en quelque sorte « rouillé ». Vous serez un peu hésitant dans certains mouvements et vous vous rendrez compte que vous devez vraiment vous concentrer sur d'autres.

Les pratiquants d'arts martiaux, les boxeurs, les danseurs et les gymnastes savent bien que ce type de mémoire musculaire commence dans le cerveau et s'étend au corps par l'intermédiaire du système nerveux central et des connexions neuronales complexes.

Ce type de mémoire musculaire n'est pas une véritable mémoire du muscle, mais une mémoire cérébrale d'un certain mouvement musculaire contrôlé par un réseau de neurones. Lorsque nous apprenons et répétons un mouvement particulier, les connexions qui le régissent se renforcent au fil du temps, de sorte que les signaux sont transmis rapidement et avec moins d'hésitation.

Pour expliquer cela plus en détail, considérons que ce type de mémoire musculaire est stocké dans les cellules de Perkinje du cervelet, où le cerveau encode des informations et enregistre si certains mouvements sont corrects ou incorrects. Le cerveau concentre alors progressivement plus d'énergie sur l'action correcte et la stocke dans votre mémoire à long terme. Une fois l'action mémorisée, le cerveau doit être moins sollicité pour la répéter. C'est alors que le mouvement devient naturel.

Des réflexes plus rapides, des compétences motrices complexes et la capacité de déplacer notre corps dans un espace tridimensionnel avec rapidité, exactitude et précision font tous partie de ce mécanisme qui se déroule en permanence. C'est ainsi que nous apprenons à marcher, que nous affinons notre technique de course et que nous devons faire preuve de patience et de persévérance lorsqu'il s'agit d'apprendre des mouvements complexes de danse ou d'athlétisme.

Il y a deux choses à retenir de cet article et elles sont toutes deux importantes : Premièrement, tout ce que nous faisons, qu'il s'agisse d'attraper un ballon, de tendre une main ou d'allumer la climatisation en conduisant, active des capteurs appelés propriocepteurs dans nos muscles, nos tendons et nos articulations, qui renvoient l'information à notre système nerveux central. Le corps apprend alors à interpréter toutes ces données et les renvoie au cerveau en fonction de notre réussite. Un ensemble de mouvements de danse ou une série complexe de pas d'arts martiaux qui aboutissent au résultat souhaité sont envoyés au cerveau pour y être encodés et mémorisés. Dans le cas contraire, si nous trébuchons sur nos propres pieds en dansant ou si nous oublions dans quel sens donner un coup de pied ou un coup de poing dans une chorégraphie d'arts martiaux, l'information est rejetée. Le cerveau ne parvient même pas à encoder ce qui n'allait pas.

C'est la raison pour laquelle la répétition d'une activité nous rapproche de la réussite. Chaque fois que nous réussissons, notre cerveau reçoit des signaux qu'il encode pour que nous puissions nous en souvenir comme d'une « mémoire musculaire » et chaque fois que nous échouons, il n'en reçoit pas et ces données sont simplement perdues.

La bonne nouvelle dans tout cela, c'est qu'une fois que notre cerveau a formé des réseaux neuronaux spécifiques pour gouverner un mouvement et encodé toutes les mémoires associées, nous pouvons encore l'exécuter même si nous ne le pratiquons pas pendant une longue période. Mais là encore, notre capacité sera un peu « rouillée », car les connexions neuronales de notre cerveau qui régissent le mouvement se seront affaiblies avec l'inactivité.

L’information pratique

Il y a ici plusieurs enseignements pratiques qui affectent directement la forme physique, la motivation et la santé, et les deux types de mémoire musculaire en sont la clé.

Pour la mémoire musculaire cellulaire :

• Un entraînement soutenu sur une période d'au moins trois mois est nécessaire pour que des changements se produisent au niveau cellulaire. C'est également la durée minimale pour ceux qui s'entraînent trois fois par semaine pour commencer à ressentir d'abord et ensuite voir des changements dans leurs performances et leur musculature.
• Plus on commence à s'entraîner jeune, mieux c'est pour le type de mémoire musculaire cellulaire que l'on développe.
• Les muscles entraînés qui ont été « désentraînés » réagissent plus rapidement à l'entraînement.
• Une variété de programmes d'entraînement qui sollicitent constamment les muscles permet des adaptations cellulaires plus rapides. Ainsi, ajouter des variations à notre routine d'entraînement tout en maintenant le défi musculaire à un niveau élevé permet d'obtenir des résultats plus rapides.

Pour la mémoire musculaire neuronale :

• La répétition de mouvements complexes est essentielle pour améliorer le développement des capacités neuronales et motrices.
• Les mouvements de danse et de combat offrent certaines des meilleures adaptations neuronales.
• Le développement d'une mémoire musculaire neuronale complexe contribue à l'amélioration des fonctions cognitives.
• La mémoire musculaire neuronale, une fois formée, nécessite un renforcement pour maintenir la force des connexions, d'où l'importance de la pratique.

Les deux types de mémoire musculaire sont aujourd'hui mieux compris et forment une image où l'esprit et le corps sont étroitement liés, l'un alimentant l'autre et les deux évoluant grâce à la connexion.

Sources

The Role of Learning in Coordination and Strength Training
Muscle Memory Exists at DNA Level
Human Skeletal Muscle Possesses an Epigenetic Memory of Hypertrophy
Strength and skeletal muscle adaptations in heavy-resistance-trained women after detraining and retraining
The Impact of Endurance Training on Human Skeletal Muscle Memory, Global Isoform Expression and Novel Transcripts
Number and spatial distribution of nuclei in the muscle fibres of normal mice studied in vivo