Points forts • La fatigue cognitive est explorée par spectroscopie de résonance magnétique au cours d’une journée de travail. • Un travail cognitif intense conduit à une accumulation de glutamate dans le cortex préfrontal latéral. • Le besoin de régulation du glutamate réduit le contrôle exercé sur la prise de décision. • Un contrôle réduit favorise le choix d’actions nécessitant peu d’effort et offrant des récompenses à court terme. |
Résumé
Les activités comportementales qui nécessitent le contrôle de routines automatiques demandent généralement un effort et entraînent une fatigue cognitive . Au-delà du constat subjectif, la fatigue cognitive a été conçue comme un coût accru du contrôle cognitif, objectivé par des décisions plus impulsives. Cependant, les origines d’une telle inflation des coûts de contrôle grâce au travail cognitif sont très controversées. Nous suggérons ici une explication neurométabolique : le coût serait lié à la nécessité de recycler les substances potentiellement toxiques accumulées lors de l’exercice du contrôle cognitif.
Nous avons validé cette hypothèse en utilisant la spectroscopie par résonance magnétique (MRS) pour surveiller les métabolites cérébraux au cours d’une journée de travail approximative, au cours de laquelle deux groupes de participants ont effectué des tâches de contrôle cognitif à forte ou faible demande, entrecoupées de décisions économiques. Les marqueurs de fatigue liés au choix n’étaient présents que dans le groupe à forte demande, avec une réduction de la dilatation de la pupille lors de la prise de décision et un changement de préférence vers des options à faible effort et à court délai (un biais de faible délai). coût capturé à l’aide de modèles informatiques).
En fin de compte, un travail cognitif à forte demande a entraîné une concentration plus élevée de glutamate et une plus grande diffusion de glutamate/glutamine dans une région cérébrale de contrôle cognitif (cortex préfrontal latéral [lPFC]), par rapport au travail cognitif à forte demande. faible demande et avec une région cérébrale de référence (cortex visuel primaire [V1]).
Conjugués aux données précédentes de l’IRMf, ces résultats soutiennent un modèle neurométabolique dans lequel l’accumulation de glutamate déclenche un mécanisme de régulation qui rend l’activation du lPFC plus coûteuse, expliquant pourquoi le contrôle cognitif est plus difficile à déplacer après une journée de travail intense.
commentaires
Même les joueurs d’échecs professionnels commencent à faire des erreurs, généralement après 4 à 5 heures de jeu, qu’ils ne feraient pas s’ils étaient bien reposés. Une explication consensuelle de la raison pour laquelle jouer aux échecs induit une fatigue cognitive est que la planification des mouvements ne peut pas être basée sur des routines apprises sans effort (sauf au début de la partie) car l’espace des possibilités est trop grand.
Il n’est pas surprenant que le dur travail physique vous épuise, mais qu’en est-il du dur travail mental ? S’asseoir et réfléchir dur pendant des heures donne également un sentiment d’épuisement. Aujourd’hui, les chercheurs disposent de nouvelles preuves pour expliquer pourquoi cela se produit, et selon leurs découvertes, la raison pour laquelle vous vous sentez mentalement épuisé (plutôt que somnolent) à cause d’une réflexion intense n’est pas seulement dans votre tête.
Leurs études, publiées dans Current Biology , montrent que lorsqu’un travail cognitif intense se poursuit pendant plusieurs heures, il provoque l’accumulation de sous-produits potentiellement toxiques dans la partie du cerveau connue sous le nom de cortex préfrontal. Ceci, à son tour, modifie votre contrôle sur les décisions, de sorte que vous vous tournez vers des actions peu coûteuses qui ne nécessitent aucun effort ni attente à mesure que la fatigue cognitive se développe, expliquent les chercheurs.
"Des théories influentes suggèrent que la fatigue est une sorte d’illusion inventée par le cerveau pour nous faire arrêter ce que nous faisons et passer à une activité plus enrichissante", explique Mathias Pessiglione de l’université de la Pitié-Salpêtrière à Paris, en France. "Mais nos résultats montrent que le travail cognitif se traduit par une véritable altération fonctionnelle, l’accumulation de substances nocives, la fatigue serait donc un signal qui nous fait arrêter de travailler, mais dans un but différent : préserver l’intégrité du fonctionnement du cerveau." cerveau ".
Pessiglione et ses collègues, dont le premier auteur de l’étude, Antonius Wiehler, voulaient comprendre ce qu’est réellement la fatigue mentale . Alors que les machines peuvent calculer en continu, le cerveau ne le peut pas. Ils voulaient savoir pourquoi. Ils soupçonnaient que la raison était liée à la nécessité de recycler des substances potentiellement toxiques résultant de l’activité neuronale.
Pour en rechercher la preuve, ils ont utilisé la spectroscopie par résonance magnétique (MRS) pour surveiller la chimie du cerveau au cours d’une journée de travail. Ils ont examiné deux groupes de personnes : celles qui avaient besoin de beaucoup réfléchir et celles qui avaient des tâches cognitives relativement plus faciles.
Ils ont constaté des signes de fatigue, notamment une dilatation réduite des pupilles , uniquement dans le groupe travaillant dur. Les membres de ce groupe ont également montré dans leurs choix une évolution vers des options offrant des récompenses dans un court laps de temps et avec peu d’effort. De manière critique, ils présentaient également des niveaux plus élevés de glutamate dans les synapses du cortex préfrontal du cerveau. Avec les preuves ci-dessus, les auteurs affirment qu’elles soutiennent l’idée selon laquelle l’accumulation de glutamate rend plus coûteuse une activation supplémentaire du cortex préfrontal, de sorte que le contrôle cognitif est plus difficile après une journée de travail mental intense.
Alors, existe-t-il un moyen de contourner cette limitation de la capacité de notre cerveau à réfléchir sérieusement ?
" Pas vraiment, j’en ai bien peur", a déclaré Pessiglione. « J’utiliserais de bonnes vieilles recettes : repose-toi et dors ! « Il existe de bonnes preuves que le glutamate est éliminé des synapses pendant le sommeil . »
Il peut y avoir d’autres implications pratiques. Par exemple, disent les chercheurs, la surveillance des métabolites préfrontaux pourrait aider à détecter une fatigue mentale sévère. Une telle compétence peut aider à ajuster les horaires de travail pour éviter l’épuisement professionnel. Il conseille également aux gens d’éviter de prendre des décisions importantes lorsqu’ils sont fatigués.
Dans de futures études, ils espèrent comprendre pourquoi le cortex préfrontal semble particulièrement sensible à l’accumulation de glutamate et à la fatigue. Ils sont également curieux de savoir si les mêmes marqueurs de fatigue dans le cerveau peuvent prédire la guérison de problèmes de santé, comme la dépression ou le cancer.
La synthèse Dans cette étude, nous avons étudié l’impact de l’exécution de tâches de contrôle cognitif difficiles pendant plusieurs heures, par rapport à l’exécution de versions faciles des mêmes tâches pendant la même durée. Nous avons observé (1) un changement de préférences vers les options LC, (2) une réduction de la dilatation des pupilles lors du choix économique, (3) un niveau élevé de concentration de glutamate dans le lPFC et (4) une augmentation du rapport glutamate/glutamine. diffusion au sein du lPFC. Cette tendance des résultats est compatible avec l’hypothèse d’un coût accru du contrôle cognitif, lié à la nécessité de maintenir les niveaux de glutamate dans des limites acceptables. Un coût élevé limiterait le recrutement du contrôle cognitif lors du choix et biaiserait les décisions au détriment des options coûteuses. |
