Когда человек изнурен занятиями в спортзале или тяжелой физической работой, это проявляется внешне. Но когда кто-то утверждает, что умственно устал, у других нет иного выбора, кроме как поверить ему. В отсутствие физических признаков ученые еще не совсем понимают, почему напряженная умственная работа утомляет разум, сообщает ScienceAlert.
Некоторые ученые подозревают, что причина кроется в глутамате – возбуждающей аминокислоте, которая участвует в более чем 90 процентах коммуникаций между клетками мозга.
Этот трансмиттер впервые был описан в 1950-х годах, и с тех пор он не раз удивлял ученых. Например, было обнаружено, что клетки мозга сами решают, сколько глутамата они отдадут другим клеткам, тем самым контролируя силу своих сигналов.
Глутамат может привести к смерти, если 8000 его молекул застрянут в месте соединения двух клеток. Этот трансмиттер связывают также с изнашиванием мозга, так что избыток глутамата – это серьезная проблема.
Накопившаяся усталость
В новом исследовании авторы попросили 24 испытуемых выполнять напряженные задания на компьютере в течение шести часов. В то же время исследователи измеряли химический состав их мозга.
Было обнаружено, что во время теста испытуемые накапливали глутамат в латеральной префронтальной коре (передняя часть лобных долей). Эта часть мозга связана с высшими умственными способностями, такими как кратковременная память и принятие решений. Для сравнения исследователи попросили 16 других испытуемых выполнять простые задачи в течение дня. У них глутамат в латеральной префронтальной коре не накапливался.
Исходя из этой разницы, исследователи предполагают, что накопление внеклеточного глутамата может быть, по крайней мере, одним из факторов, ограничивающих умственные ресурсы людей.
Во время работы мозг также поглощает большое количество глюкозы. Существуют теории, рассматривающие потребление этого вещества как фактор, ограничивающий ресурсы мозга. Однако с биохимической точки зрения непонятно, как истощение запасов глюкозы может затруднить мышление.
Некоторые исследователи предполагают, что снижение уровня глюкозы вызывает истощение дофамина в мозге. Это приводит к тому, что люди быстрее теряют интерес к определенным умственным задачам.
Защитная реакция?
Согласно влиятельным теориям, усталость является иллюзией. Она проявляется, чтобы мы прекратили то, что делаем, и занялись чем-то более приятным. По словам Матиаса Пессильоне, клинического психолога из Университета Питиэ-Сальпетриер и автора исследования, их результаты показывают, что умственные нагрузки на самом деле изменяют работу мозга: он накапливает вредные вещества. В этом случае сильная усталость действительно является сигналом к прекращению работы.
Как говорит ученый, есть доказательства того, что глутамат исчезает из синапсов мозга, когда люди спят. Это может отчасти объяснить, почему после восстанавливающего ночного сна люди начинают новый день со свежей головой.
Исследование мозга, проведенное в 2016 году с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), показало, что латеральная префронтальная кора головного мозга усиленно работает во время интенсивных умственных нагрузок. Было обнаружено, что постоянное напряжение со временем снижает возбудимость этой части мозга.
Пессильоне и его коллеги пришли к выводу, что результат более раннего исследования, проведенного с помощью фМРТ, и их совместная работа подтверждают одну и ту же модель метаболизма мозга. Согласно ней, накопление глутамата запускает регуляторный механизм, который затрудняет активацию латеральной префронтальной коры. Это объясняет, почему людям трудно взять себя в руки после тяжелого рабочего дня.
В дальнейшем авторы надеются понять, почему глутамат накапливается в префронтальной коре, а не в других местах мозга.
Исследование опубликовано в журнале Current Biology.
