摘要：一項研究發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行復(fù)雜的認知任務(wù)會導(dǎo)致谷氨酸在大腦的一個關(guān)鍵區(qū)域積聚，這可以解釋為什么腦力勞動如此令人疲憊。

8月11日發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)上的一項研究，在執(zhí)行高要求的腦力任務(wù)時產(chǎn)生的疲勞可能源于神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的積累。

圖1 在執(zhí)行高要求的腦力任務(wù)時產(chǎn)生的疲勞可能源于神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的積累（圖源：[1]）

以前的理論認為，人們由于精神勞累而產(chǎn)生的疲勞源于能量儲備的耗盡。但該研究的作者寫道，研究還沒有證實這一點。相反，新研究假設(shè)大腦中有東西在積累，所以他們在一個幫助協(xié)調(diào)認知控制的區(qū)域?qū)ふ易C據(jù):左外側(cè)前額葉皮層。除了幫助我們完成數(shù)獨、下國際象棋或設(shè)計實驗等復(fù)雜任務(wù)外，左外側(cè)皮層還幫助控制記憶和處理信息以解決這些問題所需的過程。“這也是系統(tǒng)的一部分，它會說，‘好吧，實際上，也許我不想下國際象棋。我想看Netflix（網(wǎng)絡(luò)電視），做一些更簡單的事情’”，英國伯明翰大學(xué)(University of Birmingham)的認知神經(jīng)科學(xué)家馬修·普斯(Matthew Apps)說，他沒有參與這項研究，但他為該雜志評審了這篇論文。“這項研究確定了一種疲勞的潛在標(biāo)志，以便在運動員或患有肌痛性腦脊髓炎/慢性疲勞綜合征(ME/CFS)等疾病的人群中進行更廣泛的研究。我認為這是非常好的第一步，我認為它將開辟許多新的工作途徑。”

該研究的合著者、巴黎大腦研究所動機、大腦和行為實驗室的認知神經(jīng)學(xué)家安東尼烏斯·維勒(Antonius Wiehler)說，精神疲勞似乎也會將決策轉(zhuǎn)向一種簡單的按鈕模式，大腦喜歡低成本、即時獎勵的選擇。他說:“因此，在一天的工作之后，你做出的選擇與早上精力充沛時不同。我們認為，這是由于谷氨酸的積累。”

在他們的分析中，這項新研究的研究人員在六個半小時內(nèi)對兩組人進行了評估:一組24人執(zhí)行困難的、經(jīng)常變化的認知任務(wù)，而另一組16人執(zhí)行簡單的、很少變化的任務(wù)。在認知訓(xùn)練期間的幾個時間點，研究人員使用磁共振波譜技術(shù)掃描了參與者的左外側(cè)前額葉皮質(zhì)，這種技術(shù)可以檢測大腦中的生化變化，通常用于診斷腫瘤。掃描結(jié)果顯示，在一天結(jié)束時，與任務(wù)簡單的組相比，任務(wù)困難的組大腦中該區(qū)域的神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸水平更高。這一結(jié)果向研究人員表明，精神疲勞可能是谷氨酸從神經(jīng)元中擴散并在大腦的這一區(qū)域積聚的結(jié)果，可能導(dǎo)致它的工作效率降低。“最讓我們驚訝的是，我們看到了谷氨酸濃度……維勒說，這表明大腦在負擔(dān)較少的時候可能會清除這些分子來刷新思維，就好像神經(jīng)遞質(zhì)是廢物一樣。

圖2 實驗設(shè)計 （圖源：[1]）

該研究還通過要求兩組人定期做出經(jīng)濟選擇來評估參與者全天的決策變化。例如，參與者必須在兩種場景中做出選擇，一種是高強度騎自行車來換一大筆零錢，另一種是低強度騎自行車來換更少的錢?；蛘撸麄儽仨氝x擇在一年內(nèi)獲得一大筆錢，或者立即獲得一筆較少的錢。“我們的研究背后的理論是，當(dāng)涉及到資源時，大腦正在進行某種形式的成本效益權(quán)衡，因此，當(dāng)涉及到疲勞時，”Wiehler說。研究結(jié)果支持了這一觀點，在一天即將結(jié)束時，困難組的人會選擇成本更低、更省力的選項。

格倫·懷利(Glenn Wylie)是新澤西州非營利組織凱斯勒基金會(Kessler Foundation)的神經(jīng)科學(xué)家，他沒有參與這項研究，他形容這個實驗很優(yōu)雅。“他們讓這些人執(zhí)行任務(wù)六個半小時，讓他們精疲力盡。這項研究的一個特別有趣的部分是評估參與者在經(jīng)濟決策方面的變化。當(dāng)參與者評估自己的疲勞程度時，兩組參與者報告的疲勞程度相似，而且全天都在增加。這有點問題，因為通常你會認為困難的任務(wù)更容易讓人疲勞，而簡單的任務(wù)更不容易讓人疲勞。當(dāng)然，自我報告可能不可靠，但是研究人員可能低估了參與者的感覺：也許他們都真的疲勞了，但原因是不同的。”Wylie推測，容易的一組可能因為無聊而精神疲憊。“例如，如果你花了一整天的時間格式化文件，到最后，你會筋疲力盡，但這并不是因為你一直在消耗創(chuàng)造力。這是因為你一直在做這個重復(fù)的、無聊的任務(wù)。”

圖3 行為結(jié)果 （圖源：[1]）

Apps也認為，無聊或沮喪可能會影響參與者對自己疲勞程度的評估。他說:“我認為，如果他們發(fā)現(xiàn)這些疲勞感實際上有很強的聯(lián)系，這可能會略微強化這篇論文。”他補充說，研究人員沒有發(fā)現(xiàn)這一點也不奇怪，因為這些自我測量可能是嘈雜的。他說，未來有更多實驗對象的實驗可以彌補這一點。

Wylie還指出，如果谷氨酸嚴(yán)重阻礙了認知控制，那么你就會認為那些谷氨酸濃度較高的參與者的表現(xiàn)會下降，但事實并非如此。“我不知道谷氨酸是否與疲勞有關(guān)，還是與這些特定的任務(wù)有關(guān)，”他說，并暗示可能有大腦的其他區(qū)域或代謝物在疲勞中發(fā)揮作用。

盡管Wylie認為這項研究有局限性，但他說，這樣的研究對創(chuàng)傷性腦損傷、ME/CFS、多發(fā)性硬化癥和其他導(dǎo)致大腦不得不更努力工作的疾病的患者有重要的意義。他說，這項研究“確實推動了話題的發(fā)展”。

[1] A neuro-metabolic account of why daylong cognitive work alters the control of economic decisions