Bains de glace et santé cérébrale : une nouvelle frontière en neuroprotection ?

Ce que vous êtes sur le point de lire est incroyable. L'exposition au froid a démontré des effets protecteurs contre les lésions cérébrales traumatiques et les maladies neurodégénératives comme Alzheimer et Parkinson. Rien ne nous enthousiasme plus que ce domaine de recherche émergent et son impact potentiel.

La plupart d'entre nous ont eu des moments où nous avons l'impression que notre cerveau ne fonctionne pas tout à fait comme il devrait – brouillard cérébral, stress et mauvais sommeil sont des coupables courants. Mais il existe également une préoccupation mondiale concernant la démence et les maladies neurodégénératives, car les taux continuent d'augmenter. Il n'existe actuellement aucun remède ni pratiques claires pour la prévention, mais des recherches impliquant l'exposition au froid ont mis en lumière une protéine clé qui pourrait être ciblée pour prévenir et ralentir la progression des maladies, ainsi que des approches qui pourraient être appliquées plus généralement pour maintenir une meilleure fonction cérébrale.

Thérapie par l'eau froide, neurogenèse et RBM3

La neurogenèse est le processus par lequel les cellules du système nerveux, appelées neurones, sont produites par des cellules souches neurales. Jusqu'à récemment, de nombreux scientifiques pensaient que le système nerveux central adulte, y compris le cerveau, était incapable de se régénérer. Mais dans les années 1990, des cellules souches ont été découvertes dans certaines parties du cerveau adulte et la neurogenèse adulte est désormais reconnue comme un processus normal qui se produit dans le cerveau sain.

Lorsque vous êtes exposé au froid, le corps libère des protéines de choc thermique appelées RNA binding motif 3 (RBM3), qui sont directement liées à la régénération des synapses dans le cerveau humain. Les synapses sont des espaces entre les neurones par lesquels nos neurones communiquent, et sont responsables du fonctionnement normal du cerveau ainsi que de la formation de nos souvenirs. Cela signifie effectivement que la thérapie par l'eau froide pourrait jouer un rôle dans la diminution de la dégénérescence de nos neurones, et donc la prévention des maladies neurodégénératives, car elle favorise la croissance et le développement du tissu nerveux ainsi que la neurogenèse.

Les synapses peuvent être endommagées et même disparaître, mais heureusement pour nous, RBM3 réagit avec la partie de nos neurones qui utilise ces synapses et stimule leur productivité. RBM3 est une protéine spécifique que l'on trouve dans votre cerveau, cœur, foie et muscle squelettique. Plus il y a de RBM3 dans nos cerveaux, mieux ces protéines de choc thermique froid peuvent stimuler les synapses endommagées ou dégénérées. Il a été démontré que RBM3 ne se contente pas de réparer et de recréer les synapses, mais régénère également les neurones, prévenant ainsi le déclin cognitif.

Les « produits chimiques de choc froid » spécifiques qui déclenchent le processus ont été découverts par l'équipe de Cambridge sur la démence en 2015 : ils ont refroidi un groupe témoin de souris, ainsi que des souris atteintes de la maladie d'Alzheimer et de la maladie à prions (une autre maladie neurodégénérative) jusqu'à ce qu'elles deviennent hypothermiques, ce qui signifie que leur température corporelle est descendue en dessous de 35°C. Lorsque les souris ont été réchauffées, ils ont constaté que les souris témoins pouvaient régénérer leurs synapses, mais pas les autres. Ils ont également découvert que les niveaux de RBM3 ont fortement augmenté chez les souris témoins, mais pas chez les autres, ce qui suggère que RBM3 pourrait être la clé de la formation des connexions synaptiques.

Nous savons maintenant que le cerveau a la capacité de créer de nouvelles voies et de modifier ses connexions ou de se reconfigurer, ce qu'on appelle la neuroplasticité. Dans des modèles murins de maladies dégénératives, il a été constaté que RBM3 médie la plasticité structurelle et les effets protecteurs du refroidissement contre la perte neuronale, suggérant l'exposition au froid comme une thérapie protectrice potentielle. Cela reflète les effets observés chez les mammifères en hibernation, où le refroidissement induit une perte des contacts synaptiques, qui sont ensuite reformés lors du réchauffement. Dans une étude sur la maladie d'Alzheimer chez la souris, il a également été rapporté que non seulement RBM3 s'active dans l'hippocampe de la souris en réponse à l'hypothermie, mais qu'il protège aussi les neurones en culture de la mort cellulaire lorsque la température baisse. Cet effet protecteur pour les neurones et les synapses a été démontré dans plusieurs études animales, y compris celles qui ont démontré comment ses effets peuvent être observés dans le cerveau embryonnaire pendant la grossesse et comment la natation en eau froide peut améliorer les déficits cognitifs causés par un traumatisme crânien expérimental.

Les études humaines ont également confirmé les effets neuroprotecteurs de RBM3 induits par l'exposition au froid, avec des effets positifs observés sur les fonctions cognitives, en particulier dans les paradigmes où le cortisol circulant n'atteint pas des concentrations très élevées. Le volume de recherches renforce les preuves de l'importance de cette protéine pour prévenir la neurodégénérescence, ainsi que le rôle de l'exposition au froid dans sa prolifération.

Noradrénaline et neurogenèse

L'exposition au froid a été prouvée pour augmenter significativement les niveaux de noradrénaline, jusqu'à 500 %. La noradrénaline est une hormone et un neurotransmetteur responsable de la vigilance accrue, de la concentration, de l'attention et de l'humeur que vous ressentez après vous être plongé dans un bain de glace ou avoir trempé dans la mer en hiver. C'est également l'une des catécholamines, avec l'adrénaline et la dopamine, et elle est produite par la dopamine β-hydroxylase, qui est libérée soit comme hormone par la médullosurrénale dans le sang, soit comme neurotransmetteur dans le cerveau. 

Des études ont montré que la noradrénaline permet la plasticité synaptique, et active directement les précurseurs neuronaux auto-renouvelables et multipotents, y compris les cellules souches, de l'hippocampe de souris adultes. C'est aussi un neuromodulateur qui régule l'activité des cellules neuronales et non neuronales de multiples façons. La noradrénaline participe à la modulation rapide des circuits corticaux et du métabolisme énergétique cellulaire, et à une échelle de temps plus lente, à la neuroplasticité et à l'inflammation.

Pour mieux comprendre le rôle de la noradrénaline dans la mémoire, un « stress par immersion dans l'eau froide » est souvent utilisé en recherche, généralement en immergeant une main dans de l'eau glacée. Il est connu pour être associé à une activation substantielle du système nerveux autonome (le système principal régissant notre réponse « combat ou fuite »), ainsi qu'à une activation légère à modérée de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HPA), qui joue également un rôle important dans notre réponse au stress. Il est aussi associé à un effet améliorant sur la performance d'apprentissage, avec des indications d'une possible implication dans la mémoire de travail. Cela est renforcé par des études sur des médicaments capables de moduler la mémoire émotionnelle, tels que les agonistes et antagonistes GABAergiques, qui suggèrent qu'ils pourraient le faire en contrôlant le niveau de noradrénaline dans l'amygdale.

Dopamine et Neurogenèse

La dopamine joue un rôle important dans ce qui fait de nous des êtres humains, nous aide à nous dépasser et fait de nous de meilleurs apprenants. C'est un neurotransmetteur qui joue un rôle important dans notre fonction exécutive, le contrôle moteur, la motivation, l'éveil, le renforcement et la récompense. Elle agit par le biais de cascades de signalisation vers les récepteurs dopaminergiques aux projections situées dans la substance noire, l'aire tegmentale ventrale et le noyau arqué de l'hypothalamus du cerveau humain. Les troubles de la dopamine peuvent souvent s'accompagner d'expériences de déclin des fonctions neurocognitives clés que la dopamine sert.

La neurogenèse hippocampique adulte est sévèrement altérée dans les maladies neurodégénératives, en particulier la maladie de Parkinson, qui est la deuxième maladie neurodégénérative la plus courante. Un marqueur désormais bien établi dans la maladie de Parkinson est la perte de neurones dopaminergiques dans la substantia nigra pars compacta (SNc) avec une réduction consécutive des projections dopaminergiques vers le gyrus denté (DG) et le striatum. Des études supplémentaires ont trouvé des preuves que la dopamine régule la neurogenèse adulte, et peut jouer un rôle dans la neurogenèse hippocampique, ce qui soutiendrait la théorie selon laquelle elle est cruciale dans la progression et la prévention des maladies neurodégénératives.

Avec l'augmentation radicale de la noradrénaline pendant la thérapie par le froid, de courtes périodes d'hypothermie légère activent également une libération de dopamine dans votre cerveau. Cela, associé à des niveaux élevés de noradrénaline, explique pourquoi vous ne pouvez pas vous empêcher de sourire et de vous sentir incroyable après vous être plongé dans un bain froid. C'est aussi ce qui fait de la thérapie par l'eau froide une voie de traitement prometteuse pour des maladies comme Alzheimer et Parkinson.

Pour conclure

Le point essentiel ? Adopter de bonnes habitudes pour notre cerveau dès maintenant est un investissement dans un avenir plus sain et plus long pour nous-mêmes, ce qui signifie plus de temps de qualité pour atteindre nos objectifs et passer du temps avec nos proches. Le collectif d'athlètes d'élite, d'entrepreneurs technologiques, de défenseurs de la santé mentale et de médecins a tous une expérience personnelle de la clarté mentale après un bain de glace, et croit en son pouvoir de préserver et d'améliorer notre fonction cérébrale.