長時間思考為什麼會令我們疲憊不堪？

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19世紀的美國作家華萊士·D·沃特爾斯(Wallace D. Wattles) 曾聲稱，
“思考是所有勞動中最艱難、最累人的”。

7 [0 h+ S5 u/ f7 R2 j1 M2 n  \- q從表面上看，這聽起來有點誇大其詞，但最新的研究表明，思考得
- c4 B: X* t2 g6 h* D太用力和時間太長真的會耗盡你我的心力，就像運動會消耗體力一
) G+ D. k( M( U3 f( [樣。
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繁重的體力勞動顯然很累人，但你我額頭上的汗珠或顫抖的肌肉並
) B9 G, k" f: y0 @6 X, Q不能體現思考有多辛苦。

當有人說他們感到精神疲憊時，我們無法從外顯的特徵來判斷，只
2 b* j- {3 v7 T! ?% A; d6 Z, ^能選擇相信他們的話。

! }0 G* l, v* J* {  [/ S所以科學家們仍然不能真正理解為什麼強思考會導致認知疲勞。這
並不完全是一種困倦的感覺。相反，那是感到越來越難以繼續和保
持專注。
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- X( U5 s$ K: t" V$ W/ `  U3 E一些研究人員現在懷疑大腦中最豐富的興奮性神經遞質是造成精神
+ }4 Y* u  v4 \, N2 k4 S耐力歸零的罪魁禍首。

谷氨酸是一種興奮性氨基酸，直到1950年代才被我們正確認知，儘
管它存在於人腦中超過90%的神經元，以及神經元之間的通訊中。

幾十年來，這種被低估的化學物質一直給科學家帶來驚喜。例如，
已經發現神經元通過調節它們釋放到其他神經元的谷氨酸的量來控
6 p7 D! w8 ~, y; _4 W制信號強度。

谷氨酸甚至可以激活神經元自毀，最多有8000個谷氨酸分子被封裝
$ G0 [' V( p& |( l在單個突觸的“袋子”裡。谷氨酸過量顯然會是一個問題，這也是它
+ Z, }1 @" |/ H  A# p+ s7 s/ s) E與心力憔悴有關的部分原因。

) E0 Q& j- _+ I' g在實驗裡，24名參與者的任務是完成基於計算機的繁重分類工作，
  w4 C7 f: d( t. `1 m$ T$ u工作時長超6個小時。研究人員實時監測他們腦中化學物質的水平，
發現外側前額葉皮層中的谷氨酸含量有所增加。這是與高級認知能
- t7 q- |# m6 P6 y# a力相關的大腦部分，如短期記憶和決策功能。
* k$ z) E$ k8 S, ~
相比之下，被分配到更輕鬆任務的其他16名參與者沒有顯示出谷氨
酸累積的跡象。

因此，研究人員認為，細胞外谷氨酸的增加至少是人類精神耐力損
: S2 J7 Z1 A% E7 u: x  }耗的因素之一。

" B9 [) d+ J/ P* w2 s# {2 I顯然，大腦在工作時也會吞噬大量的葡萄糖。其他理論認為，能量
! v2 P8 E: ]5 X7 C- p- L- T/ E5 A來源可能是另一個限制因素，但從生化角度來說，尚不清楚為何葡
3 i& g1 [  ^2 w" o/ Q- w2 }. q萄糖消耗會使思考更加困難。
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一些研究人員提出，葡萄糖的急劇下降會引發大腦中多巴胺的損失，
$ K/ b  ]) _* T7 Y1 B7 I, M5 j$ ~這會使人更容易對某些認知任務失去興趣。
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“有影響的理論認為，疲勞是大腦製造的一種錯覺，讓我們停止正在
) j$ }. R6 h# `6 ]做的事，轉而從事更令人滿意的活動。”法國巴黎Pitié-Salpêtrière
  {+ R% a- m% G$ ]1 `, I大學的臨床心理學家Mathias Pessiglione 解釋說。“但我們的研究結
- z% t; z9 `- a" `! R8 w7 o果表明，認知任務會導致真正的功能變化——有害物質的積累——所
以精神疲勞確實是讓我們停止工作的信號，但目的不同：保持大腦
功能的完整性。”
; ?/ ]* o) `/ l/ s* {
Pessiglione還說，有充分的證據表明谷氨酸在睡眠期間會從突觸中消
除。

這可能就是為什麼一夜的休息可以讓一個人在第二天感到精神煥發的
部分原因。

2016年的一項使用功能性核磁共振成像(fMRI) 的腦成像研究還發現，
% ?9 t8 a- ^. S4 W+ F: j: M1 S4 {外側前額葉皮層(lPFC) 參與強烈的認知活動，會隨著時間的推移降低
0 _8 X' i5 G8 l興奮性。

2 d, A4 L4 G# x5 c  ?在漫長而艱苦的一天結束時，激活這個區域需要比清晨時更多的努力。
* Z+ `9 N  `5 ^/ h
“結合之前的fMRI數據，這些結果支持了一種神經代謝模型，其中谷氨
酸的積累觸發了一種調節機制，使lPFC 的激活成本更高，這解釋了為
: G% B( `! ~# U. C什麼在艱苦的白天后，更難以動員認知控制功能。”Pessiglione和同事
總結道。

谷氨酸是一種令人難以置信的快速作用的神經遞質。這是氨基酸如此
6 h3 u+ Z. f$ Y7 C* t  }  Y8 Z強大的部分原因。但這也使它難以被測量。

" g5 V* O, ~7 W4 y像目前這樣的研究正在利用新技術更詳細地探索谷氨酸在我們大腦中
的快速反應。

作者現在希望調查清楚，為什麼谷氨酸在前額葉皮層的積累比大腦的
其他部分要多。

3 L& l- v) e4 q; i該研究發表在《當代生物學》上。

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