Каков механизм умственной усталости?

Исследования по этой теме продолжаются, но есть теория, известная как теория торможения . Он был определен как:

Теория торможения основана на основном предположении, что при выполнении любой умственной задачи, требующей минимума умственных усилий, субъект действительно проходит через ряд чередующихся латентных состояний отвлечения (неработа 0) и внимания (работа 1), которые не могут наблюдаться и совершенно незаметны для субъекта.

Более подробное объяснение см. в этом абзаце из Википедии :

Усталость направленного внимания возникает, когда определенная часть глобальной системы торможения мозга перегружена из-за подавления растущего числа стимулов. Это временное состояние не является клиническим заболеванием или расстройством личности. Это скорее временное утомление тормозных механизмов мозга. Согласно теории торможения, для человека естественно чередовать периоды внимания и отвлечения. Хотя усилия человека могут включать в себя очень разные задачи, каждый поступающий стимул требует одного и того же механизма направленного внимания.

или этот абзац из NCBI :

Недавно было показано, что нейронные механизмы умственного утомления, связанные с выполнением когнитивных задач, более сложны, чем считалось ранее, и что умственное утомление вызвано не только нарушением активности в областях мозга, связанных с выполнением задач. Накапливаются данные, подтверждающие существование систем умственной стимуляции и торможения. Эти системы участвуют в нейронных механизмах умственного утомления, модулируя активность областей мозга, связанных с задачами, для регулирования выполнения когнитивных задач.

Короче говоря, в настоящее время считается, что мозг содержит системы умственной стимуляции и торможения, которые контролируют умственную свежесть и утомляемость. По сути, когда вы концентрируетесь, вы на самом деле прекращаете все отвлекающие факторы (и не уделяете больше внимания главному). Этот механизм регулируется тормозной системой головного мозга. Через какое-то время эта система перестает работать («устает»), и вы перестаете ни на что обращать внимание. Вот почему рекомендуется после некоторого времени концентрации отвлечься (освежить тормозную систему); например, при подготовке к экзаменам у вас должен быть перерыв 5-10 минут после занятий около 45 минут.

Теперь, почему умственная усталость вызывает физическую усталость, можно (я думаю) резюмировать на диаграмме ниже :

Точный процесс в этой части весьма интересен. Здесь нейроны срабатывают не так быстро, как обычно. См. эту страницу Википедии :

Физическая усталость может быть вызвана недостатком энергии в мышцах, снижением эффективности нервно-мышечного соединения или уменьшением возбуждения, исходящего от центральной нервной системы. Центральный компонент утомления запускается повышением уровня серотонина в центральной нервной системе. Во время двигательной активности серотонин, высвобождаемый в синапсах, контактирующих с двигательными нейронами, способствует сокращению мышц. При высоком уровне двигательной активности количество высвобождаемого серотонина увеличивается, и происходит перелив. Серотонин связывается с внесинаптическими рецепторами, расположенными на начальном сегменте аксона двигательных нейронов, в результате чего инициация нервного импульса и тем самым мышечное сокращение подавляются.

То же самое может произойти в случае умственного утомления, т.е. избыток серотонина, высвобождаемый из лобных или теменных долей, или даже сама система торможения может вызвать тот же эффект, т.е. торможение мышечного сокращения.

Использованная литература:

1. Теория торможения
2. Усталость направленного внимания
3. Нейронные механизмы умственной усталости
4. Механизм физического утомления от умственного утомления
5. Усталость

Ну, есть проксимальный ответ и дистальный ответ. Дистальный:

Когда мы изучаем зоологию (а нужно изучать зоологию, чтобы понять человека), мы видим эволюцию клеток, возвращающую нас к первым животным, таким как Porifera, у которых выполнялись такие важные функции, как общение, движение и пищеварение. одним и тем же типом клеток.

Даже у более сложных триплобластов, таких как Gymnotiformes и других, мы все еще видим мышечные клетки, излучающие электрические разряды, как это делают нейроны.

Таким образом, мозг не полностью отличается от мышцы, и точно так же, как ферментация в мышцах производит молочную кислоту, некоторая подобная система может вызвать у нас потребность в отдыхе и сне (кстати, потребность, универсальная в животном мире - " «трудолюбивый» отдельный муравей, по-видимому, больше времени спит, чем работает).

Когда мы выполняем такую ​​же утомительную умственную работу (обрабатываемую теми же нервами и участками мозга), топливо — кислород — должно стать недостаточным в этой области, точно так же, как и в мышцах, где недостаток кислорода активирует альтернативное брожение, приводя к болезненные судороги скелетных мышц.

Итак, я делаю предположение: может ли молочная кислота вызывать у нас «психическую усталость» в процессе, похожем на судороги? (Хотя, конечно, по-другому — боль выглядит по-другому — и, вероятно, более сложная, обогащенная слоями сигналов и альтернативными ресурсами, увеличивающая гибкость и эффективность мозга у видов, у которых умственные способности — единственное оставшееся оружие.)