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撰文丨甲遇庚

編輯丨王多魚

排版丨水成文

每個人的體力是有限的，超過一定程度的體力勞動會讓人感到筋疲力盡，不得不休息一下恢復體力。

同樣的，腦力勞動也會讓人感到疲勞，一場幾小時的考試往往讓人筋疲力盡。過度思考，或者說在努力控制認知的任務上表現出色通常不能持續太久。就像職業圍棋選手，他們的認知控制極限時間是4至5個小時。如果沒有得到良好的休息，認知疲勞會使他們進入犯錯高峰時段。

這些似乎看起來都是常識，但導致其背后的生物學原因科學家們仍知之甚少。

2022年8月11日，巴黎 Pitié-Salpêtrière 醫院、巴黎大腦研究所的研究人員在 Cell 子刊 Current Biology 上發表了題為：A neuro-metabolic account of why daylong cognitive work alters the control of economic decisions 的研究論文。

該研究表明，認知疲勞可能是由于大腦的代謝變化。當高強度認知工作持續數小時后，會導致潛在的有毒副產物在大腦前額葉皮層積聚。這反過來會改變對決策的控制。因此，當認知疲勞開始時，人會轉向不需要努力或等待的低成本行為。

三年前，Mathias Pessiglione 團隊同樣發表在 Current Biology 上的研究表明，過度運動也會導致精神疲勞，引起包括大腦前額葉皮層的活動減少，而該區域對于制定決策至關重要。受試者的行為也會表現得更加沖動，并傾向于選擇立即獲得獎勵，而不是花費更長時間獲得的更大獎勵。

Mathias Pessiglione 表示，有影響力的理論認為，疲勞是大腦制造的一種幻覺，它讓我們把正在做的事情停下來，轉而做一些讓人愉悅的活動。但我們的研究結果表明，認知工作會導致真正的功能改變，即有害物質的積累。因此，疲勞確實會是一種讓我們停止工作的信號，但目的不同：它是為了保持大腦功能的完整性。

涉及大量思考的工作需要大腦反復抵制來自對立面的誘惑：做一些要求不高的事情吧。毫無疑問，這肯定會讓人感到精神疲勞。但精神疲勞到底是什么？研究人員猜測，可能是大腦需要回收來自神經活動的潛在有毒物質。

為了尋找證據，在這項新研究中，研究人員招募了40名參與者，并將他們分為兩組：困難組和簡單組。在6.25個小時內，所有參與者被要求執行誘導認知疲勞的兩個認知控制任務。實驗期間只有兩次10分鐘的休息時間。兩組任務中，參與者或根據字母的顏色區分元音與輔音或大小寫字母；或完成經濟決策任務，例如是否現在收到41.20歐元，還是在一個月后收到50歐元。

在完成任務過程中的三個階段，研究人員使用磁共振波譜（MRS）來量化神經組織中的代謝物。

他們發現，隨著時間的推移，困難組的參與者在他們大腦的前額葉皮層積累了更高水平的谷氨酸。在經濟決策上，困難組也開始選擇需要較少思考和計算的答案。

眾所周知，谷氨酸是大腦中主要的興奮性神經遞質，為了正常的皮層功能，它必須與抑制性神經傳遞保持緊密平衡。谷氨酸以高濃度存在于細胞中，參與氨的解毒，同時它也是蛋白質合成的前體。因此，限制谷氨酸釋放很重要。因為它在細胞內室是一種有用的資源，而在細胞外室則是一種潛在的有毒副產物。

研究人員還測量了兩組的瞳孔，隨著時間推移，困難組的參與者瞳孔擴張減少，這是一種疲勞和認知努力的衡量標準，意味著他們更疲勞。

除了客觀表現外，參與者還被要求在評分量表上對他們的主觀疲勞程度進行評分。有意思的是，隨著時間的推移，兩組的得分相似。

研究人員認為，這意味著，人們可能不太擅長傾聽自己的身體。這種現象在日常生活中很常見。

結合之前研究的 fMRI 數據，這些結果支持了一種神經代謝模型，其中谷氨酸的積累觸發了一種調節機制，使外側前額葉皮層的激活成本更高。這也解釋了為什么絕大部分人在下班過后更不愿意動腦子。

那么，有沒有一些方法可以繞過我們努力思考能力的限制呢?

Mathias Pessiglione 認為，除了休息和睡眠，恐怕沒有其他好方法了。因為有充分的證據表明，睡眠時谷氨酸會從突觸中消失。另外，監測前額葉皮層的代謝物可以幫助檢測嚴重的精神疲勞。這種方法可以幫助調整工作日程，以避免精疲力竭。

他還建議人們應該避免在疲勞時做出重要決定。

研究團隊表示，進一步的工作將闡明過量的谷氨酸與精神疲勞之間的因果關系，而不僅僅是兩者之間存在聯系。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.07.010

https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.08.054

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