Мозг устаёт от мыслей
от чего зависит сила воли
Мы прекрасно знаем что физическая работа утомляет. В конце тяжёлого трудового дня мы чувствуем как запасы энергии нашего организма истощаются. Однако ментальная работа тоже может вызывать утомление. Например, устоять перед печеньем с шоколадной крошкой, после долгого дня на изнурительной офисной работе, сложно.
Когнитивный контроль — общий термин, обозначающий умственное напряжение, самоконтроль и силу воли. Он ослабевает в течение дня. Но в отличие от механизма физической усталости, причина когнитивной усталости пока не так хорошо изучена.
Один из наиболее широко известных факторов — биологический, основан на том, что известно о мышечной усталости. Он утверждает, что осуществление когнитивного контроля расходует энергию в виде глюкозы. В конце дня, проведенного в интенсивных размышлениях, мозг, выдыхается. Раньше считалось, что затраты энергии, связанные с мышлением, минимальны.
Если когнитивная усталость не вызвана недостатком энергии, то чем она объясняется? Группа ученых во главе с Антониусом Вилером из Университетской больницы Питье-Сальпетриер в Париже смотрела на вещи с так называемой нейрометаболической точки зрения. Они предполагают, что когнитивная усталость возникает в результате накопления определенного химического вещества в области мозга, отвечающей за контроль.
Это вещество — глутамат, является возбуждающим нейротрансмиттером, которым изобилует центральная нервная система млекопитающих, и он играет роль во множестве процессов, таких как обучение, память и цикл сна-бодрствования.
Другими словами, когнитивная работа приводит к химическим изменениям в мозге, которые влияют на наше поведение и способность делать рациональный выбор. Следовательно, это сигнал прекратить работу, чтобы восстановить баланс мозга. В своей новой статье в журнале Current Biology исследователи описывают эксперимент, который они предприняли, чтобы объяснить, как все это происходит.
Как проходил эксперимент
Чтобы вызвать когнитивную усталость, группу участников попросили выполнить чуть более шести часов различных задач, связанных с мышлением. Половине давали легкие задания, половине — сложные. Например, в одном задании буквы отображались на экране компьютера каждую секунду или около того. Участники легкой группы должны были вспомнить, совпадает ли текущая буква с предыдущей буквой или, в случае сложной группы, с буквой, показанной тремя буквами ранее.
Периодически на протяжении всего эксперимента участников просили принять решение, которое могло бы выявить их когнитивную усталость. Их могут спросить, захотят ли они заработать 50 евро за 30-минутную езду на велотренажере на шестом уровне мощности (дорогостоящее задание с высокой наградой) или 37 евро за 30 минут на втором уровне мощности ( низкая стоимость, низкое вознаграждение).
Участники, которым были поставлены более сложные задачи когнитивного контроля, с большей вероятностью выбирали недорогие варианты с низким вознаграждением, особенно к концу шести часов. Кроме того, участники сложных задач приложили меньше усилий для принятия этого решения. Их глаза были подсказкой. Зрачёк сначала сужается, когда участникам показывают два варианта. Время, необходимое для последующего расширения зрачка, отражает количество умственных усилий. Время расширения зрачков у участников, которым давали сложные задания, значительно отставало от другой группы.
В ходе эксперимента ученые использовали технику, называемую магнитно-резонансной спектроскопией, для измерения биохимических изменений в мозге. В частности, они сосредоточились на латеральной префронтальной коре, области мозга, связанной с когнитивным контролем. Их гипотеза была такова, что будет измеримая химическая разница между мозгом участников, выполняющих сложные и простые задачи.
Молекула усталости
И действительно, это то, что они нашли. Их анализ показал более высокие концентрации глутамата в синапсах латеральной префронтальной коры участника сложной задачи. Таким образом, проявление когнитивной усталости связано с повышенным содержанием глутамата в префронтальной коре. Доктор Вилер предполагает, что это результат механизма в мозге, который вычисляет своего рода анализ затрат и результатов, при этом усталость и повышенный уровень глутамата увеличивают стоимость умственных усилий.
Вполне могут быть способы снизить уровень глутамата, и, несомненно, некоторые исследователи теперь будут искать зелья, которые могли бы взломать мозг таким образом, чтобы искусственно ускорить его восстановление после усталости.
А пока что, лучшее решение — естественное: сон.
