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我們的大腦是否也會疲勞?會「交通堵塞」?

據國外媒體報道,一般而言,健康人的大腦是一個不可思議的機器,它可以保持心臟跳動,執行複雜的腦力任務,甚至可以讓你一邊走路一邊嚼口香糖。在很大程度上,大腦能夠避免自己發生「交通堵塞」,輕鬆地同時處理所有這些事情。為了避免不同部分之間相互干擾,大腦不同的區域以不同的頻率運作。

例如,海馬體以大約5赫茲的頻率發送信號,而大腦中與運動相關的區域以32到45赫茲的頻率運行。我們可以把這些區域想像成出口坡道上的不同層級,以不同頻率發送的信號可能在不同的層級上傳輸,從而避免干擾。通過頻率上的差異,大腦的不同部分可以同時運作,互不干擾,也不會產生誤解。

儘管這個系統非常複雜,但並不完美。畢竟,必須有一種機制負責啟動所有這些信號,然後它們才能在大腦里傳輸。一些科學家把這種機制比作某種「路由器」,能夠接收信息並向整個大腦發送信號。由於頻率的不同,這些信號不會互相碰撞,但如果路由器接收到的信號間隔太短,它本身可能就會「過載」。

在接收到信號之後,大腦會經歷一段休復期。在這段時間裏,大腦為了接收和處理下一個信號,往往需要自我重置。如果信息是在這一時期里收到的,它可能就會錯過或被錯誤處理,因為大腦的「路由器」被佔用了。

有時大腦也會經歷微型的「交通堵塞」,因為神經元在傳遞信號時所經過的路徑會發生阻塞。研究人員發現,果蠅的神經通路有時會出現微小、良性的阻塞,這些阻塞會阻斷大腦信號,造成長達30秒的「交通堵塞」。大多數時候,這些阻塞會自行消失,但有些可能會永久存在,一直干擾大腦不同部位之間的交流。對這些阻塞的進一步研究可能有助於科學家治療嚴重的神經系統疾病,如阿爾茨海默症。

大腦會像肌肉一樣疲勞嗎?

在經歷了一天漫長的工作、參加完期末考試,或者開車接送孩子參加各種課外活動之後,相信許多人都會在精神上有一種疲憊不堪的感覺。當這種「腦力枯竭」開始出現時,不管你多麼努力地想集中注意力,最後可能都會發現一切徒勞。

這種精神上的疲勞是否意味着你的大腦已經超負荷工作?換句話說,你的大腦是否會像肌肉一樣感到疲勞?精神上的疲勞與我們常說的疲勞有什麼區別嗎?

儘管這些問題的答案涉及一些複雜的化學科學,但幸運的是,有一些方法可以使精神疲勞在崩潰之前得到控制,而且這些方法很容易理解。

嚴格來說,大腦是一個器官,與肌肉有很大不同。大腦確實有一些肌肉組織,但大部分是脂肪組織。在大腦中,神經元細胞通過化學物質傳遞信息。雖然大腦不是肌肉,但大腦細胞也是利用能量來運作的。

大腦需要「燃料」來提供能量,而葡萄糖是主要的能量來源。當葡萄糖進入大腦細胞時,會被線粒體轉化成三磷酸腺苷(ATP)。這是一種複雜的有機化學物質,用於在細胞中儲存和傳輸能量。

澳大利亞比利時的研究人員認為,ATP可能正是「腦力流失」的關鍵。他們認為,當你的大腦努力工作時,它會消耗掉所有的葡萄糖,讓你感覺筋疲力盡。當葡萄糖水平降低時,ATP的水平提高,而ATP的增多會阻止多巴胺的產生。多巴胺是一種讓人感覺良好並保持動力的化學物質。

這項研究發表在2018年的《運動醫學》(Sports Medicine)雜誌上。研究得出的結論是,當你的大腦得不到足夠的多巴胺時,你繼續工作的意願就會降低。因此,即使大腦不是肌肉,在化學上你也會因為想得太多而感到疲勞。

我們並不是一直使用大腦的「高階執行功能」。雖然「高階執行功能」可以包括一些明顯高難度的任務,比如參加法學院入學考試,但也可以包括一些小型挑戰的組合,比如一次處理大量新的信息。一段時間後,我們的大腦會自動處理事情,消耗更少的能量。例如,如果你每天都以相同的方式開車去上班,那麼這種活動所消耗的腦力就會比你不斷尋找新路線所消耗的腦力少得多。當你的大腦需要處理源源不斷的新信息時,它必須將精力投入到每一個決策中,這就會過度使用高階執行功能,導致精神疲勞。

大腦中複雜的化學反應

雖然消耗完大腦中可用的葡萄糖會導致精神疲勞,但僅僅攝入更多的葡萄糖並不能使大腦完全恢復能量。吃點零食或喝點咖啡可能會有幫助,但都不會消除腦力流失,因為大腦細胞的功能要複雜得多。

每個腦細胞都與其他10萬個細胞連接在一個高度整合的網絡中。當你感覺到疲累的時候,你的大腦就會減少血液流動和電活動。科學家對大腦的了解仍處於理論階段,儘管都知道休息很重要,但他們仍然不確定為什麼很重要。

不過,簡單地說,維持大腦功能正常有四個步驟:

(1)血液中必須有葡萄糖;

(2)葡萄糖必須有效地在細胞內運輸;

(3)葡萄糖必須進入線粒體;

(4)線粒體必須產生ATP。

這四個步驟中的任何一個崩潰都可能導致精神疲勞。如果沒有葡萄糖可用,細胞功能可能會減慢或工作不正常。然而,目前科學家所使用的技術並不能提供細胞水平的信息。這些都是目前正在研究的問題。

從壓力到倦怠

不管科學家能否解釋,你都會真實地感受到精神疲勞。當精神上感到的挑戰——無論來自工作、政治或現代生活的快節奏——不斷向你襲來時,你的壓力反應就會不斷變化。這些會促使你的身體釋放大量的壓力荷爾蒙皮質醇。

壓力源不一定會一直存在。壓力也會導致「精疲力竭」,可以描述為「面對的太多問題或事情都沒有解決辦法」,這種由過度壓力引起的精神和情緒疲勞會影響你的免疫系統,干擾你的注意力、記憶力和專註力。

如何善待你的大腦?

好消息是,我們完全可以避免精神崩潰。只要知道大腦功能的限制因素——比如是否有葡萄糖——就會幫助你以不同的方式思考。前額葉皮層是進行高階思考的地方,需要大量的能量,因此,你的大腦不能整天執行複雜的任務,你可以考慮在早上完成最具挑戰性的活動。

如果可以的話,你可以過一種更平衡的生活,不要承擔太多,要有限度,當面對新的責任時,要考慮利弊,你需要一個有規律的壓力管理程序,可以讓你的大腦休息,或者提供能量。它必須是有規律的。

然而,如果你正經歷着精神疲勞,並且沒有明確原因的話,專家的建議是檢查一下身體狀況。因為人們會受到不同的認知影響,就像身體上會受到不同影響一樣,我們應該對情緒感知的變化引起警覺。

保持健康的飲食和生活方式也有幫助,包括充足的睡眠,不要對自己太苛刻,以及不要成為一個完美主義者。

如果你正在經歷某種倦怠,你應該試着找出原因。你的大腦只能做這麼多。在科學家對大腦細胞內部的工作方式有更深入的了解之前,你必須把注意力放在生活方式的改變上。

責任編輯: 王和   來源:新浪科技 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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