Perché è faticoso pensare?

Riepilogo

Le attività comportamentali che richiedono il controllo su routine automatiche generalmente risultano faticose e provocano affaticamento cognitivo . Al di là del resoconto soggettivo, la fatica cognitiva è stata concepita come un aumento del costo del controllo cognitivo, oggettivato da decisioni più impulsive. Tuttavia, le origini di tale controllo dell’inflazione dei costi con il lavoro cognitivo sono fortemente dibattute. Qui suggeriamo una spiegazione neurometabolica: il costo sarebbe legato alla necessità di riciclare sostanze potenzialmente tossiche accumulate durante l’esercizio del controllo cognitivo.

Abbiamo convalidato questa ipotesi utilizzando la spettroscopia di risonanza magnetica (MRS) per monitorare i metaboliti cerebrali nel corso di una giornata lavorativa approssimativa, durante la quale due gruppi di partecipanti hanno eseguito compiti di controllo cognitivo ad alta o bassa richiesta, intervallati da decisioni economiche. I marcatori di fatica legati alla scelta erano presenti solo nel gruppo ad alta richiesta, con una riduzione della dilatazione della pupilla durante il processo decisionale e uno spostamento della preferenza verso opzioni a basso sforzo e con breve ritardo (un bias a basso ritardo). costi rilevati utilizzando modelli computazionali).

In fin dei conti, il lavoro cognitivo ad alta richiesta ha prodotto una maggiore concentrazione di glutammato e una maggiore diffusione di glutammato/glutammina in una regione del cervello di controllo cognitivo (corteccia prefrontale laterale [lPFC]), rispetto al lavoro cognitivo ad alta richiesta. bassa richiesta e con una regione cerebrale di riferimento (corteccia visiva primaria [V1]).

Presi insieme ai precedenti dati fMRI, questi risultati supportano un modello neurometabolico in cui l’accumulo di glutammato innesca un meccanismo di regolazione che rende l’attivazione dell’lPFC più costosa, spiegando perché il controllo cognitivo è più difficile da spostare dopo una giornata di lavoro faticoso.

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Anche i giocatori di scacchi professionisti iniziano a commettere errori, di solito dopo 4-5 ore di gioco, che non farebbero se fossero ben riposati. Una spiegazione condivisa del motivo per cui giocare a scacchi induce affaticamento cognitivo è che la pianificazione delle mosse non può essere basata su routine apprese senza sforzo (tranne all’inizio della partita) perché lo spazio di possibilità è troppo ampio.

Non sorprende che il duro lavoro fisico ti esaurisca, ma che dire del duro lavoro mentale? Anche sedersi e pensare intensamente per ore ci fa sentire esausti. Ora, i ricercatori hanno nuove prove per spiegare perché ciò accade e, secondo le loro scoperte, il motivo per cui ti senti mentalmente esausto (piuttosto che assonnato) a causa di pensieri intensi non è solo nella tua testa.

I loro studi, pubblicati su Current Biology , mostrano che quando un intenso lavoro cognitivo continua per diverse ore, provoca l’accumulo di sottoprodotti potenzialmente tossici nella parte del cervello conosciuta come corteccia prefrontale. Ciò, a sua volta, altera il tuo controllo sulle decisioni, quindi ti sposti verso azioni a basso costo che non richiedono sforzi o attese man mano che si sviluppa l’affaticamento cognitivo , spiegano i ricercatori.

“Teorie influenti suggeriscono che la fatica è una sorta di illusione inventata dal cervello per farci interrompere ciò che stiamo facendo e passare a un’attività più gratificante”, afferma Mathias Pessiglione dell’Università Pitié-Salpêtrière di Parigi, Francia. "Ma i nostri risultati mostrano che il lavoro cognitivo comporta una vera alterazione funzionale, l’accumulo di sostanze nocive, quindi la stanchezza sarebbe un segnale che ci fa smettere di lavorare, ma con uno scopo diverso: preservare l’integrità del funzionamento del cervello." cervello ".

Pessiglione e i suoi colleghi, compreso il primo autore dello studio, Antonius Wiehler, volevano capire cosa sia realmente la fatica mentale . Mentre le macchine possono calcolare continuamente, il cervello no. Volevano sapere perché. Sospettavano che il motivo avesse a che fare con la necessità di riciclare sostanze potenzialmente tossiche derivanti dall’attività neuronale.

Per cercare prove di ciò, hanno utilizzato la spettroscopia di risonanza magnetica (MRS) per monitorare la chimica del cervello nel corso di una giornata lavorativa. Hanno esaminato due gruppi di persone: quelli che avevano bisogno di pensare molto e quelli che avevano compiti cognitivi relativamente più facili.

Hanno visto segni di affaticamento, inclusa una ridotta dilatazione della pupilla , solo nel gruppo che svolgeva lavori pesanti. Anche quelli di quel gruppo hanno mostrato nelle loro scelte uno spostamento verso opzioni che offrivano ricompense in breve tempo e con poco sforzo. Fondamentalmente, avevano anche livelli più elevati di glutammato nelle sinapsi della corteccia prefrontale del cervello. Insieme alle prove di cui sopra, gli autori affermano che ciò supporta l’idea che l’accumulo di glutammato rende più costosa l’attivazione aggiuntiva della corteccia prefrontale, così che il controllo cognitivo è più difficile dopo una giornata di duro lavoro mentale.

Quindi esiste un modo per aggirare questa limitazione della capacità del nostro cervello di pensare intensamente?

" Non proprio, temo", ha detto Pessiglione. “Utilizzerei le buone vecchie ricette: riposati e dormi! “Ci sono buone prove che il glutammato viene eliminato dalle sinapsi durante il sonno . "

Potrebbero esserci altre implicazioni pratiche. Ad esempio, affermano i ricercatori, il monitoraggio dei metaboliti prefrontali potrebbe aiutare a rilevare un grave affaticamento mentale. Tale abilità può aiutare ad adattare gli orari di lavoro per evitare il burnout. Consiglia inoltre alle persone di evitare di prendere decisioni importanti quando sono stanche.

Negli studi futuri, sperano di scoprire perché la corteccia prefrontale sembra particolarmente suscettibile all’accumulo di glutammato e all’affaticamento. Sono anche curiosi di sapere se gli stessi indicatori di stanchezza nel cervello possono predire il recupero da problemi di salute, come la depressione o il cancro.