В ходе экспериментов с участием здоровых добровольцев, прошедших функциональную МРТ, ученые обнаружили повышенную активность в двух областях мозга, которые взаимодействуют друг с другом, реагируя на усталость мозга и, возможно, регулируя его работу, когда он “чувствует” усталость и либо прекращает, либо продолжает умственную деятельность.
Эксперименты, призванные помочь выявить различные аспекты умственной усталости, могут дать врачам возможность более точно оценивать и лечить людей, испытывающих сильное умственное истощение, в том числе страдающих депрессией и посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР), считают ученые.
Отчет об исследовании, финансированном NIH, был опубликован в онлайн-версии журнала Journal of Neuroscience, в котором подробно описаны результаты 18 женщин и 10 мужчин — здоровых взрослых добровольцев, которым были даны задания для тренировки памяти.
“Наша лаборатория занимается изучением того, как [наш разум] генерирует ценность усилий. Мы меньше понимаем биологию когнитивных задач, включая память и воспроизведение, чем физических задач, хотя и те, и другие требуют больших усилий”, — говорит Викрам Чиб, Ph.D., доцент кафедры биомедицинской инженерии Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса и научный сотрудник Института Кеннеди Кригера. По его словам, ученые знают, что когнитивные задачи утомительны, но относительно мало знают о том, почему и как такая усталость развивается и проявляется в мозге.
28 участников исследования в возрасте от 21 до 29 лет получили по 50 долларов за участие в исследовании и были проинформированы о возможности получения дополнительных выплат в зависимости от их результатов и выбора. Все участники прошли базовое МРТ-сканирование перед началом экспериментов.
Тесты их рабочей памяти, которые проводились во время последующих МРТ-сканирований их мозга, включали просмотр ряда букв в последовательности на экране и запоминание положения определенных букв. Чем дальше в ряду букв находилась буква, тем сложнее было запомнить ее положение, что увеличивало когнитивные усилия. После каждого теста участникам давали обратную связь об их результатах и возможность получить более высокие выплаты (от 1 до 8 долларов) за более сложные упражнения на запоминание. Участникам также было предложено до и после каждого теста самостоятельно оценить свой уровень когнитивной усталости.
В целом, результаты тестов показали повышенную активность и связность в двух областях мозга, когда участники сообщали о когнитивной усталости: правая островковая доля, область в глубине мозга, которая связана с чувством усталости, и дорсальная латеральная префронтальная кора, области по обеим сторонам мозга, которые контролируют рабочую память. У каждого участника активность в обеих областях мозга во время когнитивной усталости увеличилась более чем в два раза по сравнению с базовыми показателями, измеренными до начала тестов.
“Наше исследование было разработано с целью вызвать когнитивную усталость и посмотреть, как меняются решения людей о приложении усилий, когда они чувствуют усталость, а также определить области мозга, в которых принимаются эти решения”, — говорит Чиб.
Исследовательская группа также обнаружила, что финансовые стимулы должны быть высокими, чтобы участники приложили больше когнитивных усилий, что свидетельствует о том, что внешние стимулы побуждают к таким усилиям.
“Этот результат не был полностью неожиданным, учитывая наши предыдущие исследования, в которых мы обнаружили ту же потребность в стимулах для стимулирования физических усилий. Две области мозга могут работать вместе, чтобы принять решение избегать дополнительных когнитивных усилий, если не предлагается больше стимулов. Однако может существовать расхождение между восприятием когнитивной усталости и тем, на что на самом деле способен человеческий мозг”.
Усталость связана со многими неврологическими состояниями, включая ПТСР и депрессию, говорит Чиб. “Теперь, когда мы, вероятно, идентифицировали некоторые нейронные цепи, отвечающие за когнитивные усилия у здоровых людей, нам нужно посмотреть, как усталость проявляется в мозге людей с этими заболеваниями”.
По мнению исследователей для борьбы с когнитивной усталостью можно использовать лекарства или когнитивно-поведенческую терапию, а текущее исследование с использованием задач принятия решений и функциональной МРТ может стать основой для объективной классификации когнитивной усталости.
Функциональная МРТ использует кровоток для измерения общих областей активности в мозге; однако она не измеряет непосредственно активацию нейронов, а также более тонкие нюансы мозговой активности.
“Это исследование было проведено в МРТ-сканере с использованием очень специфических когнитивных задач. Будет важно посмотреть, как эти результаты можно обобщить на другие когнитивные усилия и реальные задачи”.
Медицинский центр Джона Хопкинса. Пер.: PSYCHOL-OK.RU
