Preprints
Attention, les articles qui suivent n'ont pas été revus par les pairs.
Facing pain is effortful: key role of the supplementary motor area and anterior midcingulate cortex
Dans ce preprint, nous avons cherché à mieux comprendre ce qui se passe dans le cerveau lorsque l’on doit maintenir une performance motrice en présence de douleur. Plus précisément, nous sommes partis de l’idée que la douleur n’altère pas toujours directement la performance, mais que réussir à rester performant sous douleur peut demander un effort supplémentaire. Pour tester cela, nous avons mené une étude en IRMf préenregistrée dans laquelle 40 participants réalisaient une tâche visuomotrice de serrage manuel isométrique, à deux niveaux d’intensité, pendant l’application d’une stimulation thermique douloureuse ou non douloureuse. Après chaque essai, ils rapportaient leur perception de l’effort et l’intensité de la douleur ou chaleur ressentie.
Les résultats comportementaux montrent que la performance restait globalement maintenue sous douleur. En revanche, cette préservation de la performance s’accompagnait d’une augmentation de la perception de l’effort, et ce aux deux niveaux de force testés. Autrement dit, faire face à la douleur ne semblait pas “gratuit” : les participants pouvaient continuer à bien réaliser la tâche, mais au prix d’un coût subjectif plus élevé.
Sur le plan cérébral, nous nous sommes particulièrement intéressés à deux régions : l’air motrice supplémentaire (supplementary motor area ; SMA) et le cortex cingulaire médian antérieur (anterior midcingulate cortex ; aMCC). Nos analyses montrent que ces régions jouent bien un rôle important, mais pas de manière simple ou uniforme. L’aMCC était de façon assez constante associée à la perception de l’effort, tandis que la contribution de la SMA variait selon que l’augmentation de l’effort provenait surtout d’une augmentation de la force à produire ou de la présence de douleur. Ces résultats suggèrent que l’effort perçu ne reflète pas seulement la commande motrice, mais aussi des processus de contrôle, de modulation de la douleur et d’évaluation du coût de l’action.
Plus largement, nous observons également que la perception de l’effort est liée à l’activité de régions impliquées dans les processus moteurs, exécutifs et motivationnels. En particulier, certaines régions associées à la valeur subjective et à la motivation, comme le cortex préfrontal ventromédian et le striatum ventral, étaient modulées indépendamment des conditions expérimentales. Cela va dans le sens de l’idée que la perception de l’effort correspond à un signal intégratif, reflétant à la fois les ressources mobilisées pour agir et le coût subjectif de cette mobilisation.
Dans l’ensemble, ce travail renforce donc l’idée que maintenir sa performance sous douleur est un processus actif et coûteux. Il soutient aussi une conception de l’effort comme un phénomène à la fois moteur, cognitif et motivationnel, plutôt que comme une simple conséquence mécanique de l’action.
Pour citer ce preprint : Monti, I., Picard, M.-E., Mangin, T., Bergevin, M., Gruet, M., Baudry, S., Otto, A. R., Chen, J.-I., Roy, M., Rainville, P., & Pageaux, B. (2026).Facing pain is effortful: key role of the supplementary motor area and anterior midcingulate cortex [Preprint]. bioRxiv. https://doi.org/10.64898/2026.04.17.719211
StroopApp: an open-source Stroop application for researchers and clinicians.
Dans ce travail, nous présentons StroopApp, un logiciel open source conçu pour administrer des tâches de Stroop de manière standardisée, sans nécessiter d’installation complexe ni de compétences en programmation. Notre objectif était de proposer un outil à la fois précis, flexible et facile d’utilisation, alors que la mise en place de ce type de tâche repose souvent soit sur des logiciels coûteux, soit sur des solutions demandant une expertise technique importante.
Nous rappelons également, dans le manuscrit associé, que la tâche de Stroop est largement utilisée pour évaluer le contrôle inhibiteur, mais aussi pour étudier des questions comme le self-control, l’ego depletion ou la fatigue cognitive. Un enjeu méthodologique important est que, lorsque la tâche est répétée longtemps, des effets d’apprentissage peuvent apparaître et masquer en partie les effets recherchés. StroopApp a été pensé pour répondre à cette difficulté, notamment grâce à des configurations plus avancées, à des variantes modifiées du Stroop, ainsi qu’à un suivi en temps réel des performances.
Sur le plan pratique, nous avons mis l’accent sur l’accessibilité. Le logiciel propose une interface graphique moderne, une configuration simple mais paramétrable, un suivi visuel en direct de la session, et une exportation automatisée des données. Nous avons aussi cherché à faciliter son déploiement et à améliorer la reproductibilité des protocoles expérimentaux en le distribuant sous une forme directement exploitable par des chercheurs et des cliniciens.
Dans le manuscrit disponible sur GitHub, nous situons également StroopApp par rapport aux outils déjà disponibles. Certains logiciels sont très précis mais coûteux ou exigeants en formation, tandis que d’autres sont gratuits mais nécessitent souvent du code pour être réellement paramétrables. StroopApp constitue ainsi un compromis intéressant entre précision, simplicité d’usage, accessibilité et ouverture.
Enfin, nous présentons une évaluation technique montrant que le logiciel permet une mesure fiable des temps de réaction, tout en restant gratuit et facilement utilisable dans des contextes de recherche, de clinique ou d’enseignement.
Pour citer ce preprint et logiciel :
Mylan Beghin, Benjamin Pageaux, & Thomas Mangin. (2026). StroopApp: an open-source Stroop application for researchers and clinicians. Software archive on Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.19679923
Vous pouvez voir le manuscrit associé en cliquant ici
Vous pouvez télécharger et tester le logiciel en cliquant ici
Mental fatigue impairs cycling endurance performance and perception of effort, but not muscle activation
Dans ce preprint, nous avons cherché à mieux comprendre pourquoi la fatigue mentale réduit la performance d’endurance. Plus précisément, nous avons testé si cette baisse de performance s’explique par une altération de l’activation musculaire pendant l’exercice, ou plutôt par une augmentation de la perception de l’effort. Dix-huit participants ont en premier fait soit 1h de Stroop (induction de fatigue mentale), soit ont regardé un documentaire pour la même durée (condition contrôle). A la suite de cela, les participants ont réalisé un test de cyclisme jusqu’à épuisement à 80 % de leur puissance. L’activité électromyographique (EMG) de dix muscles du membre inférieur droit a été enregistrée pendant la tâche de pédalage.
Les résultats montrent que la tâche de Stroop induisait bien davantage de fatigue mentale que la condition contrôle. Après cette induction, le temps jusqu'à épuisement en cyclisme était réduit d’environ 9 %, soit en moyenne 111 secondes de moins, et cette baisse de performance était observée chez la grande majorité des participants.
En revanche, contrairement à l’hypothèse initiale, aucune différence significative d’activation musculaire n’a été observée entre la condition de fatigue mentale et la condition contrôle, ni pour les profils EMG des différents muscles, ni pour la variabilité inter-cycle de ces signaux. Autrement dit, la fatigue mentale n’a pas semblé modifier la commande motrice de manière détectable avec les mesures utilisées ici.
En parallèle, la perception de l’effort était plus élevée dès le début de la tâche de cyclisme après la tâche de Stroop, et elle augmentait plus rapidement au cours du test. Ces résultats soutiennent donc l’idée que la fatigue mentale réduit la performance d’endurance principalement parce qu’elle rend l’exercice plus coûteux subjectivement, plutôt que parce qu’elle altère directement l’activation musculaire.
Dans l’ensemble, ce travail renforce l’idée que la perception de l’effort joue un rôle central dans les effets de la fatigue mentale sur la performance physique. Il suggère aussi que, pour mieux comprendre les mécanismes neurophysiologiques en jeu, il faudra à l’avenir utiliser des outils encore plus sensibles que l’EMG de surface pendant ce type de tâche dynamique.
Pour citer ce preprint : Robin Souron, Aurélie Sarcher, Lilian Lacourpaille, Inès Boulaouche, Calvin Richier, Thomas Mangin, Mathieu Gruet, Julie Doron, Marc Jubeau, & Benjamin Pageaux. Mental fatigue impairs cycling endurance performance and perception of effort, but not muscle activation [preprint]. bioRxiv. https://doi.org/10.64898/2026.03.19.712281
Maintaining performance under pain is effortful: experimental and computational evidence
Dans ce preprint, nous avons étudié comment la douleur
influence la performance dans des tâches cognitives et motrices, et surtout
cherché à comprendre pourquoi la performance n’est pas toujours altérée en
présence de douleur. Plus précisément, nous avons testé l’idée que maintenir sa
performance sous douleur ne se fait pas “gratuitement”, mais nécessite au
contraire une mobilisation supplémentaire de ressources, se traduisant par une
augmentation de la perception de l’effort. Pour cela, nous avons mené deux
expériences préenregistrées, l’une dans le domaine cognitif et l’autre dans le
domaine moteur, en manipulant indépendamment la difficulté de la tâche et
l’intensité de la stimulation thermique.
Les résultats montrent que, dans les deux domaines, les participants ont globalement réussi à maintenir leur performance malgré la douleur. En revanche, ce maintien s’accompagnait d’une augmentation de la perception de l’effort à mesure que la douleur augmentait. En parallèle, la douleur perçue diminuait lorsque les participants réalisaient des tâches plus exigeantes, ce qui suggère un effet d’hypoalgésie induite par la tâche. Autrement dit, rester performant sous douleur semble possible, mais cela demande un coût subjectif supplémentaire.
Les analyses computationnelles renforcent cette interprétation. Elles montrent que la perception de l’effort est mieux prédite par la douleur réellement ressentie que par l’intensité objective de la stimulation thermique. Cela suggère que l’effort perçu reflète moins l’entrée nociceptive elle-même que le coût subjectif des processus de régulation mis en place pour limiter son interférence avec la tâche. Les modèles indiquent aussi que la relation entre demande de la tâche et effort perçu suit plutôt une fonction logarithmique qu’une fonction linéaire, ce qui est cohérent avec des principes psychophysiques classiques et avec la théorie de l’intensité motivationnelle.
Dans l’ensemble, ce travail soutient l’idée que la douleur n’altère pas systématiquement la performance : dans certaines conditions, les individus peuvent compenser son effet en mobilisant davantage d’effort. Ce résultat est important car il montre que la stabilité de la performance ne signifie pas nécessairement absence d’impact de la douleur. Elle peut au contraire masquer un coût subjectif réel, observable à travers la perception de l’effort. Le fait que ce schéma apparaisse à la fois dans une tâche cognitive et une tâche motrice va également dans le sens d’un mécanisme relativement général.
Pour citer ce preprint : Thomas Mangin, Ilaria Monti, Mélysiane Marcotte, Stephane Baudry, Mathieu Roy,
Pierre Rainville, & Benjamin Pageaux. Maintaining performance under pain is effortful: experimental and
computational evidence [preprint]. doi: https://doi.org/10.64898/2026.02.13.705857
Experimental thermal pain and naturally occurring muscle pain have different effects on force production during a fixed perceived effort handgrip task
Dans ce preprint, nous avons étudié comment deux types de
douleur, une douleur thermique induite expérimentalement et une douleur
musculaire apparaissant naturellement pendant l’exercice, influencent la
production de force lors d’une tâche de handgrip réalisée à niveau d’effort
perçu fixe. L’objectif était de dépasser les protocoles classiques à charge
imposée, qui permettent surtout d’observer si la performance est maintenue ou
non, pour mieux comprendre comment les individus ajustent leur comportement moteur
lorsqu’ils doivent maintenir un effort perçu constant. Quarante jeunes adultes
ont ainsi réalisé des contractions isométriques intermittentes à faible ou
forte intensité d’effort perçu, avec enregistrement de la force, de l’EMG et
des douleurs ressenties.
Les résultats montrent que les deux types de douleur n’ont pas du tout les mêmes effets. En présence de douleur thermique, la force produite était légèrement plus élevée que dans la condition contrôle. À l’inverse, plus la douleur musculaire augmentait, plus la force produite diminuait. Autrement dit, à effort perçu fixe, une douleur externe de type thermique semble s’accompagner d’une augmentation de la production de force, alors qu’une douleur musculaire liée directement à l’exercice conduit plutôt à la réduire.
L’interprétation proposée est que la douleur thermique peut encourager une mobilisation supplémentaire de l’action, possiblement pour détourner l’attention de la sensation douloureuse et favoriser une hypoalgésie induite par l’exercice. En revanche, dans le cas de la douleur musculaire, augmenter davantage la force risquerait d’entretenir ou d’aggraver la douleur elle-même, puisqu’elle dépend directement de l’engagement musculaire produit. Cela suggère donc que les effets de la douleur sur le comportement moteur dépendent fortement de la nature de la douleur considérée.
Plus largement, ce travail remet en question l’idée selon laquelle la douleur réduirait systématiquement la production de force. Il montre au contraire que, dans une tâche à effort perçu fixe, la réponse comportementale peut varier selon que la douleur est imposée de l’extérieur ou générée par l’activité elle-même. Cela ouvre des perspectives intéressantes pour mieux comprendre les relations entre douleur, effort et contrôle moteur.
Pour citer ce preprint : Callum A. O’Malley, Thomas Mangin, Maxime Bergevin, Ilaria Monti, Christopher L. Fullerton, Alexis R. Mauger, Pierre Rainville, & Benjamin Pageaux. Experimental thermal pain and naturally occurring muscle pain have different effects on force production during a fixed perceived effort handgrip task [preprint]. https://doi.org/10.31234/osf.io/fk48y_v4
The central motor command, but not the muscle afferent feedback, is necessary to perceive effort
Dans ce preprint, nous avons testé une question centrale
dans la recherche sur la perception de l’effort : l’effort perçu provient-il
principalement des signaux sensoriels en provenance des muscles, ou bien de la
commande motrice centrale envoyée par le cerveau ? Pour répondre à cette
question, nous avons utilisé l’électromyostimulation afin de dissocier, à
niveau de force comparable, la commande motrice centrale et le feedback
afférent musculaire. Les participants réalisaient ainsi des contractions volontaires,
évoquées par stimulation, ou combinées, dans des conditions isométriques et
dynamiques.
Le résultat principal est très clair : lorsqu’une contraction musculaire était provoquée par stimulation électrique sans commande motrice volontaire, les participants ne rapportaient aucun effort perçu, malgré la présence de feedback sensoriel musculaire. En revanche, dès qu’une commande motrice était présente, un effort était perçu. Cela va donc à l’encontre de l’idée selon laquelle le feedback afférent musculaire serait, à lui seul, le signal à l’origine de la perception de l’effort.
Les résultats montrent également que, lorsque la stimulation électrique venait aider à produire la force demandée, les participants expérimentés percevaient moins d’effort que lors d’une contraction entièrement volontaire. Cela suggère que la perception de l’effort suit davantage l’importance de la commande motrice centrale que la quantité de feedback en provenance du muscle. En revanche, chez les participants novices avec l’électromyostimulation, cet effet était moins net, probablement parce que la douleur ou le contrôle cognitif supplémentaire nécessaires dans cette situation venaient compenser la réduction attendue de l’effort perçu.
Un autre apport important de l’étude est de montrer que l’effort perçu peut être dissocié d’autres sensations liées à l’exercice. Les participants pouvaient ressentir de la douleur ou une impression de force sans pour autant rapporter d’effort, notamment dans les contractions évoquées. Cela renforce l’idée que la perception de l’effort constitue une expérience spécifique, distincte de la douleur, de la fatigue ou de la simple sensation de force produite.
Dans l’ensemble, ce travail soutient le modèle de la décharge corolaire : la perception de l’effort dépendrait avant tout de signaux liés à la commande motrice centrale, et non directement du feedback afférent musculaire. Le feedback musculaire resterait important, mais plutôt de façon indirecte, par exemple en modulant la douleur, le contrôle moteur ou la quantité de commande centrale nécessaire pour accomplir une tâche.
Pour citer ce preprint : Benjamin Pageaux, Maxime Bergevin, Luca Angius, Thomas Mangin, Romuald Lepers, & Samuele M. Marcora. (2026). The central motor command, but not the muscle afferent feedback, is necessary to perceive effort [preprint]. bioRxiv. https://doi.org/10.64898/2026.02.04.703832
Unravelling the fatigue induced by a prolonged typing task
Dans ce preprint, nous avons cherché à mieux comprendre la
fatigue induite par une tâche de frappe prolongée au clavier, une activité très
fréquente dans la vie quotidienne mais encore peu étudiée sous l’angle de la
fatigue. Plus précisément, l’objectif était de caractériser les effets de 90
minutes de frappe sur les dimensions subjectives de la fatigue, ainsi que sur
les performances cognitives, motrices et psychomotrices. Nous avons également
examiné si ce type d’activité pouvait modifier l’intention de pratiquer une
activité physique par la suite.
Les résultats montrent que la frappe prolongée induit davantage de fatigue mentale et d’effort perçu que le visionnage d’un documentaire de durée équivalente. Cette fatigue semble même commencer à s’installer relativement tôt, avec une hausse de l’effort perçu dès les premières phases de la tâche, avant que la fatigue ne soit clairement rapportée. En revanche, la motivation et l’ennui évoluaient de façon similaire dans les deux conditions, ce qui suggère que l’effet observé était bien lié à la tâche de frappe elle-même.
Sur le plan de la performance, les effets observés sont assez spécifiques. La frappe prolongée n’altérait ni la performance cognitive au Stroop, ni la force maximale, mais elle dégradait les performances psychomotrices. Après la tâche de frappe, les participants étaient moins précis dans une tâche psychomotrice subséquente, et leurs performances de copie de texte étaient également moins bonnes que dans la condition contrôle. Autrement dit, la fatigue induite par la frappe semble se manifester surtout dans des tâches qui mobilisent simultanément des composantes cognitives et motrices, plutôt que dans des tâches purement cognitives ou purement physiques.
Enfin, l’étude montre aussi que l’intention de s’engager ensuite dans une activité physique diminuait après les deux conditions, aussi bien après la frappe que après le documentaire. Cela suggère que les activités sédentaires prolongées sur écran pourraient réduire l’envie de faire de l’activité physique, indépendamment du niveau de fatigue qu’elles induisent. Ces résultats renforcent donc l’intérêt de prévoir des pauses actives régulières au cours des activités prolongées sur écran, notamment en contexte de travail.
Pour citer ce preprint : Léa Vidal, Mathieu Gruet, Maxime Bergevin, Thomas Mangin, & Benjamin Pageaux. Unravelling the fatigue induced by a prolonged typing task [preprint]. https://doi.org/10.31234/osf.io/mch3k_v1