19 世紀的美國作家華萊士·D·沃特爾斯 (Wallace D. Wattles) 曾聲稱:「思考是所有勞動中最艱難、最累人的。」

從表面上看,這可能聽起來像是一個有爭議的比較,但一項新的研究表明,思考得太用力和時間太長真的會耗盡你的大腦,就像運動會消耗身體一樣。

繁重的體力勞動顯然很累人,但一個人額頭上的汗水或肌肉的顫抖並不能說明他們可能思考的有多辛苦。

當有人說他們感到精神疲憊時,我們只需要相信他們的話。

因此,科學家們仍然不能真正理解為什麼強烈的思考會導致認知疲勞。這並不完全是一種困倦的感覺。相反,這是一種任務變得越來越難完成或專注的感覺。

一些研究人員現在懷疑大腦中最豐富的興奮性神經遞質是造成這種缺乏精神耐力的罪魁禍首。

麩胺酸(Glutamate)是一種興奮性氨基酸,儘管它存在於人腦中超過 90% 的神經元與神經元之間交流中,但在 1950 年代才被正確描述。

幾十年來,這種被低估的化學物質一直讓科學家們感到驚訝。例如,已經發現神經元通過調節它們釋放到其他神經元的麩胺酸量來控制它們在大腦中的信號強度。

麩胺酸甚至可以激發神經元死亡,多達 8,000 個麩胺酸分子封裝在一個突觸(兩個神經元相遇的交界處)的單個小袋中。

麩胺酸過量顯然是一個問題,這也是它與腦力消耗有關的部分原因。

在監測 24 名參與者的大腦化學物質時,他們的任務是完成超過 6 小時繁重基於計算機的分類任務,研究人員發現外側前額葉皮層中的麩胺酸含量有所增加。這是與高階認知能力相關的部分,如短期記憶和決策。

相比之下,當天被分配更輕鬆任務的其他 16 名參與者沒有在他們的大腦顯示麩胺酸積累的跡象。

因此,研究人員認為,細胞外麩胺酸的增加可能至少是人類精神耐力的限制因素之一。

顯然,大腦在工作時也會吞噬大量的葡萄糖。其他理論認為,這種能量來源可能是另一個限制因素,但從生化角度來說,葡萄糖的損失如何使思考變得更加困難尚不清楚。

一些研究人員提出,葡萄糖的急劇下降會引發大腦中多巴胺損失,這會使人更容易對某些認知任務失去興趣。

法國巴黎 Pitié-Salpêtrière 大學的臨床心理學家 Mathias Pessiglione 解釋說:「在有影響力的理論中表明,疲勞是大腦製造的一種錯覺,讓我們停止正在做的任何事情並轉向更令人滿意的活動。但我們的研究結果表明,認知工作會導致真正的功能改變——有害物質的積累——所以疲勞確實是一個讓我們停止工作的信號,但目的是保持大腦功能的完整性。」

Pessiglione 還說:「有充分的證據表明麩胺酸在睡眠期間會從突觸中消除。這可能是為什麼一夜的休息可以讓一個人在第二天感到精神煥發的部分原因。」

2016 年一項使用功能性核磁共振成像 (fMRI) 的腦成像研究還發現,外側前額葉皮層 (lPFC) 參與了強烈的認知努力,隨著時間的推移會降低其興奮性。

在漫長而艱苦的一天結束時激活這個區域需要比開始時更多的努力。因為,有了腦力消耗的感覺。

Pessiglione 及其同事總結:「結合之前的功能性核磁共振成像數據,這些結果支持了一種神經代謝模型,其中麩胺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,這解釋了為什麼在艱苦的工作日後認知控制更難動員。」

麩胺酸是一種令人難以置信的快速作用神經遞質。 這是使這種氨基酸如此強大的部分原因。 但這也使化學物質更難以測量。

像目前這樣的研究正在利用新技術更詳細地探索麩胺酸在我們大腦中的快速作用。

作者期望調查為什麼麩胺酸在前額葉皮層的積累比大腦的其他部分要多。

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參考資料:

  1. Cassella,C., (2022,Aug 13). It Really Is in Your Head: Thinking Hard and Long Can Cause Brain Drain. ScienceAlert
  2. Wiehler, A., Branzoli, F., Adanyeguh, I., Mochel, F., & Pessiglione, M. A neuro-metabolic account of why daylong cognitive work alters the control of economic decisions. Current Biology.Current Biology https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.07.010
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/gorillas-invent-their-own-ahem-sound-to-get-zookeeper-s-attention(圖:LaylaBird/Getty Images)
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