Warum ist es ermüdend, nachzudenken?

Zusammenfassung

Verhaltensaktivitäten, die die Kontrolle über automatische Routinen erfordern, wirken im Allgemeinen anstrengend und führen zu kognitiver Ermüdung . Über den subjektiven Bericht hinaus wurde kognitive Ermüdung als ein erhöhter Aufwand für die kognitive Kontrolle verstanden, der durch impulsivere Entscheidungen objektiviert wird. Die Ursprünge einer solchen Kontrollkosteninflation bei kognitiver Arbeit sind jedoch heftig umstritten. Hier schlagen wir eine neurometabolische Erklärung vor: Die Kosten würden mit der Notwendigkeit zusammenhängen, potenziell toxische Substanzen zu recyceln, die sich während der Ausübung der kognitiven Kontrolle ansammeln.

Wir haben diese Hypothese mithilfe der Magnetresonanzspektroskopie (MRS) validiert, um Gehirnmetaboliten im Laufe eines ungefähren Arbeitstages zu überwachen, an dem zwei Gruppen von Teilnehmern kognitive Kontrollaufgaben mit hohem oder niedrigem Anspruch durchführten, unterbrochen von wirtschaftlichen Entscheidungen. Wahlbezogene Ermüdungsmarker waren nur in der Gruppe mit hoher Nachfrage vorhanden, mit einer Verringerung der Pupillenerweiterung während der Entscheidungsfindung und einer Verschiebung der Präferenz hin zu Optionen mit geringem Aufwand und kurzer Verzögerung (ein Bias bei geringer Verzögerung). Kostenerfassung mittels Rechenmodellen).

Am Ende des Tages führte eine stark beanspruchte kognitive Arbeit zu einer höheren Glutamatkonzentration und einer stärkeren Glutamat-/Glutamindiffusion in einer kognitiven Kontrollhirnregion (lateraler präfrontaler Kortex [lPFC]) im Vergleich zu stark beanspruchter kognitiver Arbeit. geringer Bedarf und mit einer Referenzhirnregion (primärer visueller Kortex [V1]).

Zusammen mit früheren fMRT-Daten stützen diese Ergebnisse ein neurometabolisches Modell , bei dem die Glutamatakkumulation einen Regulierungsmechanismus auslöst, der die lPFC-Aktivierung teurer macht, was erklärt, warum es nach einem anstrengenden Arbeitstag schwieriger ist, die kognitive Kontrolle zu erlangen.

Kommentare

Sogar professionelle Schachspieler machen normalerweise nach 4-5 Stunden im Spiel Fehler, die sie im ausgeruhten Zustand nicht machen würden. Eine übereinstimmende Erklärung dafür, warum Schachspielen zu kognitiver Ermüdung führt , ist, dass die Zugplanung nicht auf mühelos erlernten Routinen basieren kann (außer zu Beginn des Spiels), weil der Möglichkeitsraum zu groß ist.

Es ist keine Überraschung, dass harte körperliche Arbeit Sie erschöpft, aber wie sieht es mit harter geistiger Arbeit aus? Auch stundenlanges Sitzen und intensives Nachdenken führt dazu, dass man sich erschöpft fühlt. Jetzt haben Forscher neue Beweise, die erklären, warum dies geschieht, und ihren Erkenntnissen zufolge liegt der Grund dafür, dass Sie sich durch intensives Denken geistig erschöpft (anstatt schläfrig) fühlen, nicht nur in Ihrem Kopf.

Ihre in Current Biology veröffentlichten Studien zeigen, dass intensive kognitive Arbeit, die über mehrere Stunden andauert, zur Ansammlung potenziell toxischer Nebenprodukte in dem Teil des Gehirns führt, der als präfrontaler Kortex bekannt ist. Dies wiederum verändert Ihre Kontrolle über Entscheidungen, sodass Sie auf kostengünstige Maßnahmen umsteigen, die keinen Aufwand oder Warten erfordern, wenn sich kognitive Ermüdung entwickelt, erklären die Forscher.

„Einflussreiche Theorien besagten, dass Müdigkeit eine Art Illusion ist, die das Gehirn erfunden hat, um uns dazu zu bringen, mit dem aufzuhören, was wir tun, und uns einer lohnenderen Aktivität zuzuwenden“, sagt Mathias Pessiglione von der Universität Pitié-Salpêtrière in Paris, Frankreich. „Aber unsere Ergebnisse zeigen, dass kognitive Arbeit zu einer echten Funktionsveränderung, der Ansammlung schädlicher Substanzen, führt. Müdigkeit wäre also ein Signal, das uns dazu bringt, mit der Arbeit aufzuhören, aber mit einem anderen Zweck: der Aufrechterhaltung der Integrität der Gehirnfunktion.“ Gehirn ".

Pessiglione und seine Kollegen, darunter der Erstautor der Studie, Antonius Wiehler, wollten verstehen, was geistige Müdigkeit wirklich ist. Während Maschinen kontinuierlich rechnen können, ist das Gehirn nicht in der Lage. Sie wollten wissen, warum. Sie vermuteten, dass der Grund in der Notwendigkeit lag, potenziell toxische Substanzen, die durch neuronale Aktivität entstehen, zu recyceln.

Um nach Beweisen dafür zu suchen, verwendeten sie Magnetresonanzspektroskopie (MRS), um die Chemie des Gehirns im Laufe eines Arbeitstages zu überwachen. Sie untersuchten zwei Gruppen von Menschen: diejenigen, die viel nachdenken mussten, und diejenigen, die vergleichsweise einfachere kognitive Aufgaben hatten.

Ermüdungserscheinungen, darunter eine verminderte Pupillenerweiterung , stellten sie nur bei der Gruppe fest, die harte Arbeit verrichtete. Die Mitglieder dieser Gruppe zeigten bei ihrer Auswahl auch eine Verlagerung hin zu Optionen, die in kurzer Zeit und mit geringem Aufwand Vorteile boten. Entscheidend ist, dass sie auch höhere Glutamatspiegel in den Synapsen im präfrontalen Kortex des Gehirns aufwiesen. Zusammen mit den oben genannten Beweisen unterstützen die Autoren die Annahme, dass der Glutamataufbau die zusätzliche Aktivierung des präfrontalen Kortex teurer macht, so dass die kognitive Kontrolle nach einem Tag geistig harter Arbeit schwieriger ist.

Gibt es also einen Weg, diese Einschränkung der Fähigkeit unseres Gehirns, intensiv zu denken, zu umgehen?

„ Ich fürchte, nicht wirklich“, sagte Pessiglione. „Ich würde mich an die guten alten Rezepte halten: Ausruhen und schlafen! „Es gibt gute Beweise dafür, dass Glutamat während des Schlafs aus den Synapsen entfernt wird . ”

Möglicherweise gibt es noch weitere praktische Implikationen. Die Forscher sagen beispielsweise, dass die Überwachung präfrontaler Metaboliten dabei helfen könnte, schwere geistige Erschöpfung zu erkennen. Eine solche Fähigkeit kann dabei helfen, die Arbeitspläne anzupassen, um einem Burnout vorzubeugen. Er rät den Menschen auch, wichtige Entscheidungen nicht zu treffen, wenn sie müde sind.

In zukünftigen Studien hoffen sie herauszufinden, warum der präfrontale Kortex besonders anfällig für Glutamatansammlung und Müdigkeit zu sein scheint. Sie sind auch neugierig, ob dieselben Ermüdungsmarker im Gehirn die Genesung von Gesundheitsproblemen wie Depressionen oder Krebs vorhersagen können.