The prefrontal cortex (PFC) is one of the most investigated brain regions on exercise due to its relationship with maintaining exercise. This study aims to demonstrate the effects of a high-intensity exercise on cerebral hemodynamic parameters in the PFC and how physical load reflects on PFC.

Twelve male (mean±SD: age=20±1.56 years) performed the Wingate Anaerobic Test (WAnT; 30-s all-out) for three repetitions as a Sprint Interval Training (SIT) exercise model via a cycling ergometer with 4min of active recovery (50W, 50rpm) between the repetitions. A functional Near-infrared Spectroscopy (fNIRS) device was used to record hemodynamic changes of the prefrontal cortex throughout the entire protocol.

The oxy-hemoglobin (oxy-Hb) and total-hemoglobin (total-Hb) levels in the PFC were increased significantly (P<0.001), while the power outputs were decreased in repetitive WAnT's (P<0.05). The oxy-Hb values were higher than the pre-exercise values even in the recovery periods between WAnT's (P<0.001).

In conclusion, repeated load with the active recovery periods might be an optimal approach for increasing the PFC oxygenation to its peak values. These results suggest that a repeated Wingate test could be used as a test to improve the metabolic condition of the athlete's brain.

Le cortex préfrontal (PFC) est l’une des régions cérébrales les plus étudiées pendant l’exercice. Cette étude vise à démontrer les effets d’un exercice de haute intensité sur les paramètres hémodynamiques cérébraux dans le PFC et comment la charge physique se reflète sur le PFC.

Douze athlètes masculins (moyenne±ET : âge=20±1,56 ans) ont effectué un test anaérobie Wingate (WAnT ; 30 s) à trois répétitions en tant que modèle d’exercice Sprint, Interval Training (SIT) sur un vélo ergomètre (Monark 894E ; Vansbro, Sweden) avec 4minutes de récupération active (50 W, 50 tr/min) entre les répétitions. La spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge (fNIRS) a été utilisée pour enregistrer les changements hémodynamiques dans le cortex préfrontal tout au long du protocole.

Les niveaux d’oxy-hémoglobine (oxy-Hb) et d’hémoglobine totale (total-Hb) dans le PFC ont augmenté de manière significative (p<0,001) et les résultats de puissance ont diminué au cours des WAnT répétés (p<0,05). Les valeurs d’oxy-Hb au cours des WAnT répétés étaient supérieures à celles du repos, et cela même dans les périodes de récupération entre les WAnT (p<0,001).

Des sprints répétés, séparés par des périodes de récupération actives, pourraient être une approche optimale pour augmenter l’oxygénation du PFC. Ces résultats suggèrent que la répétition de tests Wingate peut être utilisée pour améliorer l’état métabolique du cerveau des athlètes.