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今天也是兢兢業業工作的一天呢！打工總是讓人身心俱疲，又無可奈何。工作一段時間後，這個腦瓜子啊就是轉不動了，還會不自覺地拿出手機看看八卦買買東西，總之一切需要動腦的事情，退！退！退！

但是這樣放鬆一下真的非常管用！馬上就能元氣滿滿繼續打工。所以，奇點糕舉手提問：有沒有一種可能，上班摸魚、下班買買買是為了更好地工作？

近期，巴黎大腦研究所Mathias Pessiglione團隊從神經代謝的角度提供了一種可能的解釋，並在《當代生物學》上發表了重要研究成果，他們發現，

認知疲勞產生的機制可能與大腦代謝改變有關

［1］。

對此，Mathias Pessiglione團隊深入研究後發現，

用腦過程中產生的“代謝廢物”穀氨酸會堆積在大腦中負責認知控制的區域，外側前額葉皮層（lPFC），導致啟用lPFC所需的“成本”增加，從而引發認知疲勞

。

大腦“累了”難道會硬撐嗎？NO！其實你那機智的腦瓜子早就在琢磨怎麼給自己減壓了，

比如

引誘你進行一些無需努力或等待的“低成本”快樂行為

。

為了闡明認知疲勞的功能與生物學機制，研究人員招募了40名參與者，根據參與認知任務的困難程度，將其分為簡單組（n=16）和困難組（n=24）。

為誘發認知疲勞，所有參與者需要在6。25 小時內執行兩個認知控制任務（N-switch與N-back）。N-switch任務要求參與者根據字母顏色，完成母音和子音或大寫和小寫的區分，這個任務的難度取決於字母顏色變化的速度；N-back任務要求參與者陳述螢幕上的字母是否與之前試驗中出現的字母相同，這項任務的難度取決於兩次測試之間的時間間隔。

接著，

研究人員要求兩組參與者做出4個經濟決策，每個選擇都設計為小獎勵/低成本（LC）或大獎勵/高成本（HC）模式。

例如，LC模式代表參與者可以立即獲得41。20歐元，而HC模式則代表參與者一個月後會獲得50歐元。兩組參與者的認知任務與經濟決策交替進行5個週期。

實驗設計模式圖

隨後，研究人員對參與者的客觀表現和主觀評分進行了分析，以評估兩組參與者的認知疲勞程度。結果顯示，隨著時間推移，兩組參與者得分相似。由此推測，

人們通常無法主觀報告與任務難度相關的疲勞，也就是認知控制的負荷程度

。

兩組參與者在認知任務中的平均正確率與主觀疲勞評分（0表示狀態很好，100表示精疲力盡）

儘管如此，但透過分析兩組參與者的經濟決策行為，研究人員發現

困難組的參與者在經濟決策中更偏向於LC模式

，由此推測，

認知疲勞可能會導致人們傾向於選擇認知控制成本低的選項

。

然而，由於缺乏磁共振掃描資料，目前無法驗證這種選擇偏倚是否與選擇過程中lPFC活動減少相關。

沒有困難的研究工作，只有勇敢的科研人！研究人員查閱文獻後發現，瞳孔擴張與認知控制所需投入的精力水平相關，可作為經濟決策中衡量認知控制成本的指標［2-3］。

於是他們迅速轉變研究思路，測量了兩組參與者的瞳孔擴張變化，結果顯示，

隨著時間推移，困難組參與者的瞳孔擴張明顯減少，提示參與者處於認知疲勞狀態時，在決策考量中投入的精力較少

。

兩組參與者在認知疲勞時的瞳孔擴張變化

費了這麼老大勁，總算弄清楚了認知疲勞影響決策的來龍去脈。

高難度的認知任務會導致認知控制的成本增加，引發認知疲勞，此時我們聰明的腦瓜子非常容易進入“摸魚”狀態，所以在決策行為中更傾向於一些有短期回報的選擇。

說到這兒，本糕恍然大悟！原來辛苦打工一整天就容易亂花錢是有科學依據的！畢竟，作為總指揮官，大腦“累了”一整天，怎麼可能還會委屈自己硬抗呢？當然是及時行樂！

言歸正傳，為啥認知控制的成本會隨著認知任務的難度增加而增加嘞？為探索這背後的生物學機制，研究人員將焦點轉向了大腦代謝，他們利用磁共振波譜（MRS）對兩組參與者大腦中lPFC與初級視覺皮層（V1）的代謝物濃度進行了檢測。

結果顯示，

穀氨酸

是唯一顯示出三方互動作用

（認知任務組、大腦區域、執行任務時長）

的代謝物。而且，

相對於簡單認知任務組和V1區，困難認知任務組參與者的大腦lPFC區中，穀氨酸濃度以及穀氨酸和谷氨醯胺總量（Glx）的表觀擴散係數水平更高

。

上：兩組參與者大腦lPFC區與V1區中，與總肌酸歸一化後的穀氨酸濃度

下：兩組參與者大腦lPFC區與V1區中，Glx穀氨酸和谷氨醯胺總量的表觀擴散係數

最後，研究人員評估了經濟決策行為與認知疲勞狀態下大腦代謝之間的相關性。結果顯示，認知疲勞時決策傾向於LC的程度與穀氨酸濃度和Glx擴散增加均存在正相關性，但僅有Glx擴散增加具有顯著的統計學差異，這表明參與者在認知疲勞狀態下獨寵LC選項與Glx擴散水平有關，也就是與穀氨酸的積累有關。

參與者決策行為與穀氨酸濃度和擴散水平之間的相關性

總的來說，這項研究提出了一種神經代謝模型來解釋認知疲勞產生的機制，即穀氨酸積累觸發了一種調節機制，使lPFC的啟用成本更高，導致勞累的工作後很難再調動認知控制，因此人們的決策行為也更傾向於簡單輕鬆的“低成本”選擇。

但需要注意的是，Pessiglione團隊的研究結果僅提示認知疲勞與穀氨酸代謝相關，而非證實阻止穀氨酸積累就能改善認知控制，

需要調控的目標可能不是穀氨酸本身，而是任何與穀氨酸積累有關的物質。

另外，研究中主觀報告疲勞程度這一趴成功引起了本糕的注意，研究結果提示大腦認知控制系統的實際疲勞與我們對疲勞的感知之間可能存在偏差。所以說，出來打工啊，別等這個腦瓜子轉不動了才想起要休息，工作兩小時，放鬆兩分鐘，效率可能更高呢！

參考文獻：

1。 Wiehler A， Branzoli F， Adanyeguh I， Mochel F， Pessiglione M。 A neuro-metabolic account of why daylong cognitive work alters the control of economic decisions。 Curr Biol。 2022；32（16）：3564-3575。e5。

2。 van der Wel P， van Steenbergen H。 Pupil dilation as an index of effort in cognitive control tasks： A review。 Psychon Bull Rev。 2018；25（6）：2005-2015。

3。 Borderies N， Bornert P， Gilardeau S， Bouret S。 Pharmacological evidence for the implication of noradrenaline in effort。 PLoS Biol。 2020；18（10）：e3000793。

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本文作者丨夏 天