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為什麼我們會感覺精神疲勞?研究揭秘:用腦過度容易導致有毒物質累積

辛苦的體力勞動無疑會讓人疲憊不堪,但辛苦的腦力勞動呢?事實上,白天在辦公室裡思考好幾個小時也會讓人感到精神疲勞,科學家發現,當我們進行好幾個小時密集的認知工作時,潛在的有毒物質會在大腦中累積,讓我們感到疲勞,促使我們暫停工作。

法國團隊在近期發表於《當代生物學》(Current Biology)期刊上的研究顯示,若持續從事高強度的認知工作好幾個小時,會導致潛在的有毒物質在大腦中負責認知功能的「前額葉皮質」(Prefrontal Cortex)積聚,這種狀況反過來影響人們的決策,引導我們採取不太需要努力的低強度行動,或者在認知疲勞開始時暫停手上的事。

法國硝石庫慈善醫院大腦研究中心的研究人員指出,先前的理論認為,疲勞是一種由大腦製造的幻覺,使我們停止正在做的事情,轉向更令人滿意的活動。但研究結果表明,認知工作會導致真正的大腦改變:潛在有毒物質的積累,所以疲勞確實是一個警訊,使我們停止工作,但出於不同目的,也就是保持大腦功能的完整性。

為什麼我們會感覺精神疲勞?

一開始,研究團隊希望瞭解精神疲勞的機制到底是什麼?電腦可以連續進行複雜運算,但大腦顯然不能,他們懷疑背後原因可能與神經代謝活動產生的潛在有毒物質有關。為了尋找這方面的證據,他們使用「磁共振頻譜」(MRS)技術,監測參與實驗者的大腦。

他們分派不同難度的測驗任務並研究了兩組人:那些需要認真思考的人和那些相對不需要的人。在分配到艱難任務的組別中發現疲勞的跡象,包括瞳孔放大減少,這些人也表現出一種決策傾向,也就是那些可在短時間內幾乎不費吹灰之力就得到獎勵的選擇。

重要的是,這些從事艱難任務的人,在大腦前額葉皮質的突觸中也含有更高水平的「麩胺酸」(glutamate)。結合早期的證據,這個發現支持了一種觀點,也就是麩胺酸累積使大腦前額葉皮質進一步運作變得代價高昂,會讓人們在經歷艱難且令人感到精神疲勞的工作之後,出現更多認知運作方面的困難。

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我們有辦法繞過這種大腦限制嗎?

研究團隊指出,當你經歷精神疲勞時,除了好好休息和睡覺之外,恐怕沒有什麼其他好方法可以避免這種大腦限制。值得注意的是,有非常充分的證據表明,麩胺酸在我們睡眠期間會從大腦神經突觸中被消除。

這項研究另一個重要的發現與影響,是透過監測大腦前額葉皮質的代謝物,可以幫助檢測嚴重的精神疲勞,這可能有助於讓人調整工作規劃,以避免精神上的倦怠感,同時也提醒人們不要在疲憊時做出重要決定。

在未來的研究中,研究團隊希望了解為什麼前額葉皮質似乎特別容易受到麩胺酸積累和疲勞的影響。此外,他們也希望探索大腦中的疲勞標誌物(如麩胺酸)是否可以預測如憂鬱症或癌症等健康問題恢復的情形。

文/孫珞軒、圖/巫俊郡

1.參考文獻:A neuro-metabolic account of why daylong cognitive work alters the control of economic decisions

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