長時間注意力集中可能讓谷氨酸在大腦中積累，導致精神疲勞。 圖片來源：Dmitriy Shironosov/Alamy
幾個小時的冥思苦想往往讓人感到精神疲憊，這是為什麼呢？近日，法國研究人員的一項新研究發現，長時間注意力集中會導致谷氨酸在大腦前部區域積聚，而谷氨酸過量會使進一步的腦力工作變得困難。相關研究結果8月11日發表於《當代生物學》。
該研究負責人、巴黎大腦研究所Antonius Wiehler解釋說，過多的谷氨酸對人體有潛在危害，大腦想要避免這種情況，所以它會試圖減少活動。
很多人都經歷過精神疲勞。在努力工作後，大腦似乎不會耗盡能量，甚至當我們沒有刻意思考任何特定事情時，一些大腦區域仍像以前一樣活躍。
為了了解更多，Wiehler團隊利用磁共振波譜（MRS）技術，無害地測量了活體組織中各種化學物質的水平。研究人員將注意力集中在大腦前部和兩側的一個區域，即外側前額葉皮層。此前的許多研究表明，該區域與複雜的智力任務有關。
共有40名參與者進行了MRS掃描記憶測試。其中包括觀察屏幕上出現的數字序列，並說明當前數字是否與前一個數字相同。26名參與者完成了更難的任務，而另外14名參與者則完成了更簡單的任務。
研究人員還測量了8種不同大腦化學物質的水平，包括谷氨酸（神經元之間的主要信號化學物質）。研究表明，電信號不能跨越神經元之間的連接處（突觸），只能依靠釋放谷氨酸等微小顆粒來傳遞信號。
在完成6小時的記憶任務後，與實驗開始時相比，經歷更難記憶任務的參與者的外側前額葉皮層的谷氨酸水平有所提高。而那些做較簡單任務的參與者的谷氨酸水平卻保持不變。在所有參與者中，測量到的其他7種大腦化學物質沒有增加。
在做難度較大任務的參與者中，谷氨酸水平的上升與瞳孔的擴大是一致的，後者是另一種衡量疲勞的指標。與此同時，那些做簡單任務的參與者沒有發生谷氨酸水平上升或瞳孔放大的情況。
研究人員還調查了精神疲勞是否會影響決策。他們通過在記憶任務中穿插不同的練習來實現這一點，比如讓人們在直接得到一筆錢和稍後得到另一筆錢之間做出選擇。
隨着參與者在做更難的任務時感到更累，並積累了谷氨酸，他們會轉向立即給予小獎勵的選項。這可能是人們逃避困難的腦力任務的一個例子，比如計算要做什麼選擇，從而防止潛在有害的谷氨酸的積累。
“減少谷氨酸積累的一種方法是在選擇時減少激活外側前額葉皮層。”Wiehler表示，如果這樣做了，則代表你選擇了誘人的選項。
瑞士蘇黎世大學的Reto Huber認為，測量大腦谷氨酸可用於揭示大腦某個區域工作的努力程度。因此，醫生可能會用它來評估那些難以集中注意力的人，比如患有注意缺陷多動障礙的兒童。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.07.010
