Sport en montagne: quand l’altitude fatigue aussi le cerveau

En 5 secondes Une équipe de recherche approfondit les liens entre l’altitude, la fatigue et la cognition tout en mettant au point des outils utilisables dans les conditions réelles d’entraînement.
Des skieurs sur le glacier, à Tignes.

En ski de bosses, quelques fractions de seconde peuvent changer l’issue d'une descente. Une mauvaise lecture du parcours, une attention défaillante ou une décision prise un peu trop tard peuvent transformer un bel enchaînement en erreur, voire en catastrophe.  

C’est notamment ce qui préoccupait les entraîneurs de Ski Acro Québec, l’organisation provinciale chargée des programmes de ski acrobatique du Québec. Dans leurs camps d’entraînement en altitude, notamment à Tignes, dans les Alpes françaises, ils constataient une fatigue importante chez leurs athlètes âgés de 16 à 21 ans.  

Pour mieux comprendre ce phénomène, ils ont fait appel à Giorgio Varesco, chercheur postdoctoral au Centre d’études avancées en médecine du sommeil de l’Université de Montréal aux côtés de Guido Simonelli, professeur au Département de médecine de l’UdeM. 

En collaboration avec ses collègues de l’Institut national du sport du Québec – François Bieuzen et Nicolas Bourrel –, le chercheur s’est penché sur le trio sommeil, fatigue et performance. Le projet, amorcé en 2025, vise entre autres choses à élaborer des façons simples de mesurer la fatigue cognitive directement en montagne. 

Un laboratoire portatif

Dans un environnement contrôlé, mesurer les capacités cognitives d’une personne peut sembler relativement simple, car on dispose de nombreux appareils et de tout le temps nécessaire pour effectuer des tests.  

Sur un glacier européen, la réalité est tout autre. Il faut transporter le matériel par avion, puis l’utiliser dans des conditions parfois difficiles. Les outils doivent donc être petits, robustes, simples d’utilisation et, surtout, ne demander que peu de manipulations, puisqu’il n’est pas souhaitable de demander aux athlètes de consacrer une heure chaque jour à une batterie de tests cognitifs alors qu’ils sont là pour s’entraîner.  

Dans une récente étude, Giorgio Varesco et son équipe se sont ainsi tournés vers des tests pouvant être réalisés sur une tablette ou un téléphone intelligent pour obtenir une mesure suffisamment fiable de la performance cognitive et de sa dégradation en lien avec la fatigue, tout en limitant au maximum le temps requis par les tests.  

Pour ce faire, ils ont priorisé des tâches de contrôle inhibiteur (la capacité à résister aux automatismes et aux distractions pour adopter un comportement plus adapté à la situation) et d’attention soutenue – deux fonctions cognitives essentielles à la performance. 

Les premiers résultats de ces tests sont jugés prometteurs, même avec des durées très courtes de mesure. Ils ont permis de démontrer que, chez les jeunes sportifs de haut niveau, les performances cognitives diminuent à 3500 m d’altitude (où le taux d’oxygène dans le sang tombe à 88 %), ce qui peut avoir des répercussions sur la fatigabilité. Plus précisément, quelques minutes en altitude font passer le temps de réaction de 363 à 375 ms (millisecondes) et le nombre d’erreurs d’une à trois. 

Mesurer une fluctuation

Mais comment mesure-t-on quelque chose d’aussi difficile à saisir que la «fatigabilité cognitive»? L’idée s’inspire en partie de la physiologie musculaire. Pour déterminer si un muscle se fatigue, on peut demander à la personne de produire un effort et observer comment sa performance diminue au fil du temps. On peut aussi comparer une performance avant un effort avec celle après l’effort. 

«Imaginez une personne qui doit sprinter sur 400 m. Elle atteint une certaine vitesse au début, puis celle-ci baisse progressivement. Cette diminution constitue un indice de fatigabilité», illustre Giorgio Varesco. 

Le principe peut être transposé, poursuit le chercheur, au domaine cognitif, mais avec beaucoup plus de précautions: effectuer une tâche à plusieurs reprises ou comparer les résultats avant et après une période d’effort permet de voir si certaines capacités diminuent. 

La comparaison n’est toutefois pas parfaite, le cerveau étant beaucoup plus complexe. Lorsqu’une personne répond à un stimulus visuel ou auditif, une foule de processus se déroulent entre la perception du stimulus et la réponse finale. Les chercheurs n’observent donc qu’une partie de ce qui se passe. 

Une mesure importante 

Ultimement, les résultats de cette étude pourraient ouvrir la voie à l’intégration de tâches cognitives dans les routines de suivi des athlètes, permettant ainsi aux entraîneurs de mieux percevoir les surcharges ou les troubles liés à l’altitude susceptibles d’augmenter le risque d’erreurs techniques et de blessures. 

«Le cerveau est aussi un outil de performance, indique Giorgio Varesco. Même dans des sports qui semblent essentiellement physiques, les athlètes doivent constamment prendre des décisions: ajuster leur rythme, interpréter leur environnement, réagir à une situation imprévue ou intégrer les consignes de leur entraîneur. Dans le ski de bosses, où les mouvements s’enchaînent à grande vitesse, une baisse de l’attention peut avoir des conséquences particulièrement importantes.» 

Une méthode suffisamment fiable pourrait donc permettre aux entraîneurs de vérifier l’état cognitif d’un athlète avant une séance, voire au cours d’une journée d’entraînement, et de détecter les moments où il serait préférable de réduire la charge ou d’éviter une situation à risque. 

Quand le cerveau change d’air 

À Tignes, les athlètes peuvent dormir à une altitude de 2000 m et s’entraîner jusqu’à environ 3400 m. Si cette altitude n’est pas considérée comme extrême, elle suffit à provoquer une série d’adaptations dans l’organisme. 

La première explication qui vient à l’esprit est simple: en altitude, il y a moins d’oxygène disponible. Mais la réaction du corps va plus loin qu’une simple diminution de l’oxygène qui se rend au cerveau, explique Giorgio Varesco. 

Dès l’arrivée en altitude, l’organisme met en place différents mécanismes d’adaptation, entre autres sur les plans cardiovasculaire et respiratoire. Des changements surviennent aussi dans le fonctionnement du cerveau et dans la régulation de certains neurotransmetteurs. L’ensemble de ces adaptations peut influencer le sommeil, la performance et les fonctions cognitives. 

«Pendant certaines phases du sommeil, la respiration peut devenir moins régulière et la quantité d’oxygène dans le sang fluctuer davantage. On observe que ces fluctuations sont plus marquées au début des séjours en altitude, avant que le corps ait retrouvé un certain équilibre», ajoute le chercheur. 

Un sommeil moins réparateur peut ensuite se répercuter sur la journée suivante. La fatigue n’est donc pas nécessairement attribuable à un seul facteur: l’altitude, le voyage, le décalage horaire, le stress et l’accumulation des entraînements peuvent tous contribuer au problème. 

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