William Janssens

William Janssens – MSc Physiologie de l’Exercice (à propos) & Écrivain indépendant

Vous préférez écouter l’article ? C’est par ici :

Crédits : Image initiale par Raman de Oza (libre de droit), sur Pixabay– modifié par mes soins sur Canva

1.0 – Mon avis :

• Avec un cerveau pareil, les humains ont un devoir de haute performance !

Aujourd’hui, je vous parle du cerveau et de ses besoins surprenants en énergie🔥.

Je me focaliserai dans cet article surtout sur le cerveau qui est probablement le plus performant et le plus exigeant : celui des humains. Vous trouverez aussi des comparaisons avec d’autres espèces qui risquent bien de vous surprendre (j’ai appris certaines de ces choses pendant la rédaction de cet article) !

Vous vous sentez flatté(e) de faire partie de l’espèce humaine ? Laissez-moi être clair d’emblée : Je n’ai pas non plus dit que tous les humains exploitaient vraiment bien leur potentiel non plus…

A ce propos, certains s’offrent le combo destructeur :

• #TVréalité 📺️#TikTok #ShortsYouTube #REELSofIG
• #ChatGPT* #CerveauSurOFF #ZéroEspritCritique
  • *Je vous déconseille vivement de « déléguer votre cerveau » à qui que ce soit, ou à « quoi » que ce soit.

Si votre cerveau reste régulièrement stimulé et que vous êtes toujours là malgré une introduction de plus de 15 secondes, vous êtes capable de lire la suite !

Ce que vous comprendrez après lecture de cet article :

• Pourquoi les besoins de notre 🧠 cerveau sont aussi particuliers, et quelles 🔑 clefs de compréhension en découleront.
• Imaginer une alimentation 🥝 qualitativement et 🥔 quantitativement appropriée pour l’humain n’est possible que si elle respecte le plus exigeant de ses organes !

Alors, mon cher cerveau, de quoi as-tu besoin ?

Corail : Image par Stefan Schweihofer de Pixabay

Notre cerveau est indéniablement ce qui fait de nous des êtres très spéciaux.

Oui, nous tous ! Et c’est, je crois, ce qui implique une forme de responsabilité. J’explique tout de suite pourquoi je parle d’un « devoir de haute performance » :

• Ce cerveau est à la fois un cadeau et un gouffre d’énergie. En effet, comparativement aux autres organes, il aura une très grande utilisation d’ATP – adénosine triphosphate (ou énergie biologique).

Dépenses énergétiques du cerveau

D’un point de vue « électrique », notre cerveau n’est pas plus énergivore qu’une ampoule de 20W ⚡️¹. Bon… vous trouverez peut-être plus flatteur de dire que c’est l’équivalent de 4 smartphones qui chargent en même temps, mais ça ne reste que ~20W!

A priori, on ne peut se nourrir uniquement d’électricité*, donc je vous transmets ici les équivalents en nutrition :

Cerveau (~20W)	Par heure	Par jour (24h)
Dépense en [kcal]	15-20 [kcal/h]	~400-500 [kcal/jour]
Équivalent en glucose	4-5 [g/h]	100-125 [g/jour]

*Certains parmi vous comprennent déjà que nos aliments permettent bel et bien d’entretenir un flux d’électrons et feront tout de suite le lien avec la chaîne de transport des électrons sur le plan chimique. Après tout, le voltage n’est qu’une différence de potentiel électro-chimique.

Le plus impressionnant reste sa dépense relative (par rapport à sa masse), car en moyenne, le cerveau est 10x plus gourmand en énergie que le reste de notre corps.

Pour seulement 2% de notre poids de corps, le cerveau consomme environ 20% de toute notre énergie¹.

Je vous vois venir :

• « Et quand on est physiquement actif ?
• Et si on si on fait une partie d’échecs ? C’est différent non ? »

Eh bien, notre consommation reste étonnamment constante, que l’on soit couché, en pleine activité physique, voire même en train de résoudre des problèmes de mathématiques, comme on va le voir dans un instant en arithmétique².

Résumé de Sokoloff et ses collègues, au milieu du XXème siècle déjà (1955) :

Voici ce qui a été observé pendant une performance arithmétique mentale – comparaison avec groupe contrôle:

• ⬆️Petites augmentations de pouls et de pression artérielle moyenne (statistiquement significatives).
• 🚫Au niveau du cerveau, pas de changement du flux sanguin, de la consommation d’oxygène, de la résistance vasculaire ou du quotient respiratoire (R.Q.) ²

Partie « geek » (optionnelle pour la compréhension) : Les plus curieux et curieuses parmi vous iront peut-être voir des travaux plus récents qui arrivent aux mêmes « conclusions générales » sur la dépense énergétique du cerveau. Les études plus récentes nous éclairent surtout en élargissant la perspective par rapport à la répartition des demandes physiologiques, notamment sur le cycle du glutamate et des astrocytes (avec augmentation de la glycolyse sans changement local de consommation d’oxygène pour ces derniers)¹.

Mini synthèse intermédiaire: Nous sommes humain? Alors notre cerveau consomme beaucoup d’énergie, qu’on soit en train de dormir, de courir ou même de lire un article exigeant comme celui-ci !

Biologie et physiologie : Les animaux et nous !

A travers différentes espèces, ce ne serait pas la consommation « par neurone » qui varie drastiquement, mais surtout le nombre de neurones au total qui implique cette consommation si élevée ³.

• Nous avons plus de neurones que l’écrasante majorité des espèces : 86 milliards ! En dehors des très grosses espèces, comme l’éléphant avec 257 milliards de neurones, nous avons un nombre très important tout de même.
• Nous avons aussi, et surtout, bien plus de place consacrée à l’intégration de ces neurones dans notre cerveau, car l’espace dédié dans notre crâne est très grand. Proportionnellement, nous avons des grosses têtes, en bref !⁴

Ceci dit, il est intéressant de relever qu’il existe en tout cas une espèce qui possède plus de neurones dans le cortex cérébral que nous : Le dauphin pilote ⁵ !

• A ce lien, vous trouverez de magnifiques images de Dauphin Pilote (globicéphale commun), je ne les intègre pas pour des questions de droits d’auteur : https://bioobs.fr/blog/fiche-espece/?id_espece=632
• Des photos se trouvent également dans l’article scientifique gratuit de Mortensen et ses collègues⁵.

C’est une espèce de dauphin, même s’il existe une forte ressemblance avec les baleines (en plus petit, naturellement). Ces dauphins font énormément de « gyrification« , terme qui vient du mot « gyrus » et fait référence aux circonvolutions ou plis que l’on trouve dans la forme si caractéristique de notre cerveau.

Cette géométrie donnerait un avantage significatif pour la vitesse de propagation des potentiels d’action, ayant alors moins de parcours total à effectuer. ⁶

• Heureusement que notre cerveau ne s’est pas inspiré du trafic de Paris pour faire passer le message rapidement d’un côté à l’autre « en passant par le centre » du cerveau (comme d’un côté à l’autre de cette ville relativement ronde en essayant de passer par son centre… bonne chance !).

By Laurentaylorj – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=26311114

• Je partage des informations supplémentaires dans les notes de cet article, vous trouverez ainsi, tout à la fin après les références, une magnifique phrase sur les abeilles et leurs capacités surprenantes malgré leur tout petit cerveau. 🙂

Ce qu’on peut retenir, c’est que les animaux ont typiquement un cerveau qui consomme 2 à 10% de leur métabolisme.⁷ En guise de rappel, pour nous c’est 20%!

Pourquoi notre 🧠 consomme une QUANTITÉ d’énergie importante?

Aucun autre organe n’aura besoin d’un débit énergétique aussi important tout en conservant des standards aussi élevés de qualité.

• A titre comparatif, seul le foie se rapproche de sa consommation totale d’énergie sur une journée, il n’est cependant pas capable de jouer le même rôle. Il n’est pas non plus protégé de la même manière, nous y reviendrons.
• Pour le cerveau, on parle d’un grand débit en « ATP/seconde » tout en assurant l’entretien d’une haute résistance dans ses structures neuronales.

Le cerveau humain est aussi exigeant que le plus capricieux des chats d’appartement. Il ne consommera que ce qui lui plaît vraiment !

[Parenthèse « croquettes » : Ne me faîtes pas dire pour autant que les croquettes pour chat sont qualitatives… notre triste monde mercantile ne considère que très rarement nos petits protégés comme des êtres importants qui méritent aussi de la qualité.]

Ceci dit, notre cerveau a de bonnes raisons d’être exigeant, car il doit remplir un rôle crucial : Il faut coordonner tout notre organisme, même si nous n’en sommes pas conscient. Tout le système nerveux autonome nous maintient en vie en permanence et s’adapte en fonction de nos besoins. Voici quelques tâches à coordonner :

• 🫁Respiration ? « ✅ OK Chef » – Ce fonctionnement est semi-conscient.
• ♥️Fréquence cardiaque ? « C’est géré Capitaine ! »
• 🫕Digestion ? « Il s’est envoyé une fondue, Foie+Vésicule, envoyez-moi la sauce ! »
• 🩸Pression sanguine ? « Paré pour cette grosse barre de squat ?! Pression maximale tolérable ! »

Il peut également accomplir des tâches cognitives extrêmement complexes. Nous avons tristement tendance à l’oublier, mais voici les prouesses que vous êtes actuellement en train d’accomplir (peut-être sans vous en rendre compte) :

Vous êtes en train de lire un article, de l’interpréter dans une certaine langue et d’en tirer des conclusions par rapport à votre contexte social et par rapport à toutes les connaissances que vous avez emmagasinées ces dernières années.

Quelques détails un peu plus « scientifiques », mais compréhensibles :

• « Le succès évolutif du cerveau humain repose sur le développement de fonctions cognitives supérieures étroitement liées à son expansion néocorticale, à sa densité et à sa complexité. Ces capacités cérébrales améliorées permettent aux humains d’atteindre un degré accru de complexité en ce qui concerne le comportement, le choix et le traitement du contexte émotionnel et social. Néanmoins, les processus sous-jacents à ces fonctions sont couplés à une demande d’énergie considérablement élevée. » ⁸

Si votre ambition dépasse la soumission au matraquage incessant du bombardement algorithmique de vidéos de 15 secondes, qui relancent tristement certaines impressions favorisant l’entretien de l’esclavage de votre attention en plus de vous rendre complètement toké-e (sic), il convient d’entretenir nos cellules sur la durée !

L’entretien de notre cerveau (et de toutes ses fonctions) n’est ni un sprint, ni un marathon. C’est l’entretien d’un

• 🔄renouvellement énergétique important 🔥,
• ⏱️avec un haut débit en ATP/secondes …
• pour 🤸‍♀️ toute notre vie 🤸‍♂️!

L’entretien pour toute une vie signifie qu’il faut considérer beaucoup de répétitions.↪️ Toute tâche répétée augmente le niveau d’exigence sur le plan qualitatif !

Je me permets d’illustrer ceci avec un exemple fortement orienté par ma carrière en physiologie de l’exercice !

MARATHON : Illusion d’un raccourci vers une santé optimale ?

Vous souhaitez courir un🏃marathon🏃‍♂️?

• Alors, votre foulée a tout intérêt à être bonne. Ce n’est pas quelques centaines de fois, mais quelques dizaines de milliers de fois, que vos pieds toucheront le sol !

Commençons par un peu d’histoire : Connaissez-vous la légende ?

Il y a plus de 2500 ans, un messager du nom de Philippides serait parti des côtes de Μαραθόκαμπος (Marathókambos) pour arriver finalement jusqu’à Athènes dans le but d’annoncer la victoire de la Grèce face à l’empire Perse. Selon cette histoire, il serait mort juste après avoir transmis ce dernier message !

La distance ne correspond pas tout à fait. Certains affirment qu’il aurait couru en réalité 39,91 [km], pour être finalement “[…] modifiée à celle que l’on connaît aujourd’hui (42,195 kilomètres) aux Jeux de Londres en 1908. » ⁹

Image « impression écran » : Je me suis amusé à vérifier en générant un parcours sur « Plan » (Apple Maps – 8 juillet 2025) depuis les côtes de Marathókambos jusqu’à l’Acropole d’Athènes – si c’est bien le lieu où le message fut délivré aux autorités de l’époque – un parcours d’environ 39 km semble possible !

Si on considère à quelle vitesse🥇certains athlètes🥈 sont capables de courir la distance actuelle du marathon, soit 42,195 [km] – avec une préparation adéquate, contrairement au pauvre Philippides qui y laissa sa vie, la qualité et la quantité de l’effort physique importent. D’ailleurs, les athlètes y survivent, fort heureusement :-).

Cela dit, il n’est pas exagéré d’avancer que ce type d’évènement dans le cadre d’une compétition (vis-à-vis de soi, mais aussi contre d’autres concurrents) représente un stress qui sort du domaine de la santé. En effet, on retrouve pour ces athlètes des excès d’hormones de stress induits par l’activité physique, ainsi que des concentrations importantes de cytokines inflammatoires .

• Il reste raisonnable d’affirmer que ces sportifs sont exceptionnels et peuvent influencer des personnes « normales » à pousser leur corps un peu trop loin sans une préparation adéquate. Le fameux :
  • « Je veux courir un marathon pour perdre du poids. » avec une attitude
  • « Je m’en fous, j’ai qu’une vie ».
• Il est également intéressant de se demander si les coureuses et coureurs de marathon doivent être transformés en « icônes de santé », alors que des données sérieuses existent pour suggérer un peu de prudence par rapport aux effets des sports de compétition sur la santé.
  • J’insiste, je parle de compétition, avec objectif de maximiser une performance « externe » le jour d’une compétition) (¹⁰, ¹¹, ¹²).

Je ne pense personnellement pas que le marathon soit la meilleure route vers la santé. Tout du moins, elle n’est assurément pas la seule !

• D’un côté, il est vrai qu’une personne qui est parvenue à améliorer sa santé devrait également être capable de mieux courir. Demandez à n’importe quel athlète de courir, même sans un entraînement spécifique à l’athlétisme, vous observerez qu’il est en mesure de plutôt bien se mouvoir !

Prenons un individu initialement sédentaire. S’il se met au sport, on observera que, peu de temps après avoir travaillé régulièrement sa musculature et son souffle, il pourra sûrement se mouvoir avec bien plus d’élégance et de vivacité qu’auparavant. La situation est incomparable avec ses muscles qui étaient précédemment endormis et bien trop habitués à l’immobilisme qui caractérise la norme de notre société sédentarisée.

A ce stade, il se peut donc qu’il puisse déjà courir, ne serait-ce qu’un petit peu, sans avoir dû courir pour y parvenir.

• Mieux courir ne signifie pas nécessairement que votre santé s’est améliorée.

S’aérer régulièrement l’esprit tout en fournissant un effort physique apportera assurément des bénéfices à profusion.

Vous enfermer dans la nécessité d’accomplir un standard sociétal surcoté comme le marathon peut, en revanche, s’avérer contre-productif dans certains cas. Vous comprendrez que cela n’enlève rien au niveau de considération élevé que j’ai personnellement pour les athlètes de ces disciplines.

J’y ajoute un peu de nuance, je pense, par rapport à ce que nous entendons le plus régulièrement.

[Affaire à suivre !]

Parties 2, 3, 4 (et peut-être même 5…) à venir !

Notes / Commentaires

ABEILLES

« [Fr] Prenons l’exemple des abeilles. Elles peuvent reconnaître les visages, communiquer l’emplacement et la qualité des sources de nourriture à leurs sœurs via la danse du frétillement, et naviguer dans des labyrinthes complexes à l’aide d’indices qu’elles stockent dans la mémoire à court terme. Et une odeur soufflée dans une ruche peut déclencher un retour sur le site où les abeilles ont déjà rencontré cette odeur, une sorte de mémoire associative qui les guide vers le retour et qui a été rendue célèbre par Marcel Proust dans son À la Recherche du Temps Perdu (<== « vidéo lecture » hautement recommandée de Proust !!). Cet insecte fait tout cela avec moins d’un million de neurones pour un poids d’environ 1/1000ème de gramme, soit moins d’un millionième de la taille du cerveau humain […]. Source : « La taille du cerveau compte-t-elle? Il s’avère que certaines espèces sont mieux dotées que nous dans des régions cognitives clés »

« [Eng] Consider honeybees. They can recognize faces, communicate the location and quality of food sources to their sisters via the waggle dance, and navigate complex mazes with the help of cues they store in short-term memory. And a scent blown into a hive can trigger a return to the site where the bees previously encountered this odor, a type of associative memory that guides them back and that was made famous by Marcel Proust in his Remembrance of Things Past (À la Recherche du Temps Perdu). The insect does all of this with fewer than one million neurons that weigh around one thousandth of a gram, less than one millionth the size of the human brain[…]. »

Source : « Does Brain Size Matter?Turns out some species are better endowed than we are in key cognitive regions » By Christof Koch

Références, par apparition chronologique – mises en exergue éventuelles incluses

1. Raichle ME, Gusnard DA. Appraising the brain’s energy budget. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002;99(16):10237-10239. doi:10.1073/pnas.172399499

2. Sokoloff L, Mangold R, Wechsler RL, Kennedy C, Kety SS. THE EFFECT OF MENTAL ARITHMETIC ON CEREBRAL CIRCULATION AND METABOLISM 1. J Clin Invest. 1955;34(7 Pt 1):1101-1108. doi:10.1172/JCI103159

3. Herculano-Houzel S. The human brain in numbers: a linearly scaled-up primate brain. Front Hum Neurosci. 2009;3:31. doi:10.3389/neuro.09.031.2009

4. Herculano-Houzel S. Scaling of brain metabolism with a fixed energy budget per neuron: implications for neuronal activity, plasticity and evolution. PloS One. 2011;6(3):e17514. doi:10.1371/journal.pone.0017514

5. Mortensen HS, Pakkenberg B, Dam M, et al. Quantitative relationships in delphinid neocortex. Front Neuroanat. 2014;8:132. doi:10.3389/fnana.2014.00132

6. Striedter GF, Srinivasan S, Monuki ES. Cortical folding: when, where, how, and why? Annu Rev Neurosci. 2015;38:291-307. doi:10.1146/annurev-neuro-071714-034128

7. Mink JW, Blumenschine RJ, Adams DB. Ratio of central nervous system to body metabolism in vertebrates: its constancy and functional basis. Am J Physiol. 1981;241(3):R203-212. doi:10.1152/ajpregu.1981.241.3.R203

8. Ardanaz CG, Ramírez MJ, Solas M. Brain Metabolic Alterations in Alzheimer’s Disease. Int J Mol Sci. 2022;23(7):3785. doi:10.3390/ijms23073785

« The evolutive success of the human brain relies on the development of higher cognitive functions tightly linked to its neocortical expansion, density and complexity. These upgraded brain capacities enable humans to achieve an augmented degree of complexity regarding behavior, choice and processing of emotional and social context. Nonetheless, the processes underlying these functions are coupled to a significantly elevated energy demand. »

« Apart from lactate, ketone bodies (3-β-hydroxybutyrate (3HB) and acetoacetate (AcAc)) can also be used by brain cells as an energy substrate. Specifically, during brain development, the energy supplied by ketone body metabolism fulfills 30–70% of the energy requirements, thereby making ketones essential during this period [15,16,17]. This idea is reinforced by rodent studies demonstrating that enzymes involved in ketone body metabolism are elevated during lactation, and drastically diminish after weaning [18,19]. In fact, the use of ketone bodies is crucial during these first stages of life in order to support the high metabolic demand, as well as lipid and amino acid synthesis, required for brain development [20,21]. In the adult brain, ketone body metabolism is increased in conditions in which brain glucose availability is compromised, such as during fasting, starvation, low carbohydrate/high-fat intake and prolonged exercise, while reliance on ketone bodies drops greatly during fed states [22,23]. Under fasting conditions, the liver is the organ responsible for ketone body generation from fatty acids and amino acids [24]. »

9. Marathons.fr. L’histoire mythique du marathon. MARATHONS.FR. May 28, 2010. Accessed July 25, 2025. https://www.marathons.fr/L-histoire-mythique-du-marathon

« Le mythe fondateur […][en -490] un messager, nommé Philippides, a été dépêché des côtes de la Ville de Marathon vers Athènes pour annoncer une victoire grecque face à la puissante armée perse. Le messager a parcouru une distance de 24,8 miles (39,91 kilomètres) pour faire part de sa bonne nouvelle. Le souffle coupé, à son arrivée devant les leaders d’Athènes, il aurait proclamé les mots suivants : « Réjouissez-vous. Nous avons gagné la guerre ». Il se serait ensuite effondré pour ne jamais se relever. » trouvé sur le sitehttps://www.marathons.fr/L-histoire-mythique-du-marathonconsulté le 8 juillet 2025

10. Nieman DC. Marathon training and immune function. Sports Med Auckl NZ. 2007;37(4-5):412-415. doi:10.2165/00007256-200737040-00036

« Abstract | Many components of the immune system exhibit adverse change after marathon-type exertion. These immune changes occur in several compartments of the immune system and body (e.g. the skin, upper respiratory tract mucosal tissue, lung, peritoneal cavity, blood and muscle). Of all immune cells, natural killer (NK) cells, neutrophils and macrophages (of the innate immune system) exhibit the greatest changes in response to marathon competition, both in terms of numbers and function. Many mechanisms appear to be involved, including exercise-induced changes in stress hormone and cytokine concentrations, body temperature changes, increases in blood flow and dehydration. During this ‘open window’ of immune dysfunction (which may last between 3 and 72 hours, depending on the immune measure), viruses and bacteria may gain a foothold, increasing the risk of subclinical and clinical infection. Of the various nutritional and pharmacological countermeasures to marathon-induced immune perturbations that have been evaluated thus far, ingestion of carbohydrate beverages during intense and prolonged exercise has emerged as the most effective. However, carbohydrate ingestion during a marathon attenuates increases in plasma cytokines and stress hormones, but is largely ineffective against changes in other immune components including suppression of NK and T-cell function, and salivary IgA output. Other countermeasures, such as glutamine, antioxidant supplements and ibuprofen, have had disappointing results and thus the search for companion agents to carbohydrate continues. »

11. Campbell JP, Turner JE. Debunking the Myth of Exercise-Induced Immune Suppression: Redefining the Impact of Exercise on Immunological Health Across the Lifespan. Front Immunol. 2018;9:648. doi:10.3389/fimmu.2018.00648

« […]it is notable that the proportion of athletes with a confirmed infection during the 5-month period was as follows: 2/20 controls (10%), 3/31 (10%) recreational athletes, and 6/32 (19%) elite athletes. Although this study was small, these data appear to align with observations from earlier self-report studies which found that the incidence of URTI symptoms was higher in those with the fastest race time and those who had completed a greater training volume pre-race (17,18). These early observations contributed to the formulation of the “J-shaped curve” (24). This hypothesis infers that those who undertake an excessive volume of exercise, over a period of weeks and months, sometimes referred to as “over-training” or “intensified training” (25,26), are at a greater risk of infections (24). »

12. Simpson RJ, Campbell JP, Gleeson M, et al. Can exercise affect immune function to increase susceptibility to infection? Exerc Immunol Rev. 2020;26:8-22.

#physiology #health #nutrition #sport #exercise #fitness #brain

William JANSSENS – Écrivain indépendant

Mes articles sur d’autres sujets se trouvent ici, de l’ingénierie low tech à l’analyse des messages cachés dans les chansons Disney, il valait mieux que je crée un autre blog : https://williamjanssens.over.blog/