Інтенсивне навчання або складні завдання виснажують. Учені тепер з'ясували, чому: за розумового навантаження в мозку накопичується все більше глутамату – речовини-медіатора, що виділяється, коли працюють клітини головного мозку. В результаті тривалого когнітивного навантаження мозок більше не може достатньо швидко виводити "сміття" – і тому сигналізує про виснаження.
Години навчання, міркування над складною проблемою чи шаховий турнір: якщо впродовж тривалого часу інтенсивно думати, втомишся. Як наслідок, будеш думати повільніше, інстинктивно уникатимеш когнітивних викликів, менше контролюватимеш свої імпульси. Дослідження засвідчують: у такий момент люди менш здатні протистояти спокусі, тож часто їдять фастфуд або солоденьке, а також гірше контролюють свої емоції. Але чому?
За однією з теорій, інтенсивне когнітивне навантаження спалює енергетичні запаси глюкози. Психічне виснаження сигналізує про її дефіцит і має змусити людей поводитися більш енергоощадно. “Згідно з цією теорією, виснаження, це своєрідна ілюзія, яку творить мозок, щоби змусити нас припинити розумову працю”, – пояснює провідний автор дослідження Матіас Пессільоне (Mathias Pessiglione) з Інституту досліджень головного і спинного мозку в Парижі.
Однак цій теорії суперечить той факт, що вимірювання досі не підтвердили суттєво більшого споживання глюкози під час розумових навантажень. “Щобільше, теорія не пояснює, чому цей гіпотетичний брак енергії впливає на самоконтроль, але не на інші когнітивні процеси, зокрема зір”, – кажуть Пессільоне, провідний автор Антоніус Вілер (Antonius Wiehler) та їхні колеги. Тож учені шукали інше пояснення.
До свого експерименту дослідники залучили 40 піддослідних, котрі впродовж шести годин мусили виконувати складні або легкі завдання на екрані комп’ютера. У завданнях чергувалися тести на пам'ять та увагу. Після кожного блоку піддослідні проходили тести на самоконтроль, їм також вимірювали зіниці, рівень розширення яких свідчить про ступінь розумового напруження.
Щоб виявити, що відбувалося в мозку до, під час і після когнітивного навантаження, частину тестових завдань піддослідні змушені були проходити з мозковим сканером. Дослідники записували мозкову активність за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (фМРТ). Завдяки їй фіксували також концентрацію різних продуктів метаболізму та нейромедіаторів у головному мозку.
У групі, що виконувала складніші завдання, впродовж тестового дня спостерігали явні ознаки розумового виснаження: в учасників знижувався самоконтроль, зіниці розширювалися. Суб'єктивно піддослідні сприймали день виснажливим і розповідали, що відчували втому – але це стосувалося однаково обох груп. “Тобто суб'єктивне сприйняття саме по собі не може бути мірилом фактичного когнітивного виснаження”, – пояснили Пессільоне і його колеги.
Показовішими стали результати сканування головного мозку: у піддослідних з групи, перед якою стояли складніші завдання, суттєво нижчою, ніж у їхніх напарників з іншої групи, була активність у лівій ділянці префронтальної кори. Ця частина лобової частки відповідає, зокрема, за вищі когнітивні функції, прийняття рішень і контроль імпульсів.
Також у розумово виснажених учасників у міжклітинних проміжках і синапсах цієї ділянки мозку помітили наднормове накопичення нейромедіатора глутамату. Глутамат – речовина-медіатор, що стимулює та бере участь у передачі нервових сигналів. У більшій кількості вона вивільняється, коли синапси інтенсивно працюють. “Нестача глутамату всередині нейронів може погіршити їхню активність, натомість його надлишок поза клітинами заважає сигналам доходити до синапсів”, – пояснили вчені.
Результати засвідчують: розумове виснаження зумовлене помітними змінами мозкового метаболізму. Після тривалої складної когнітивної роботи в мозку накопичується надлишок глутамату, що посилено виділяється. Мозок уже не встигає його виводити, тож глутамат накопичується.
“Підвищене напруження, викликане розумовою працею, пов'язане з тим, що мозок намагається утримати концентрацію глутамату в допустимих межах”, – пояснюють учені. Виснаження сигналізує про те, що мозок більше не здатен це забезпечити і змушує нас відпочити. “Тому найкращий рецепт проти розумового виснаження – перерва й сон, – каже Пессільоне. – У нас уже є вагомі докази того, що глутамат виводиться з синапсів якраз під час сну”.
Nadja Podbregar
Warum uns geistige Arbeit erschöpft
Cell Press, Current Biology, 2022; doi: 10.1016/j.cub.2022.07.010
Зображення: Sebastian Kaulitzki/ iStock.
03.10.2022