מתעייפים מלחשוב? ייתכן שזה בגלל גלוטמט שמצטבר במוח

תפקוד קוגניטיבי הוא היכולת לבצע משימות הדורשות מאמץ מחשבתי מודע. כאשר משימות קוגניטיביות מבוצעות למשך תקופה ממושכת, הן עלולות לגרום לעייפות נפשית או קוגניטיבית. אנשים מדווחים על עייפות לאחר יום של עיסוק במטלות קוגניטיביות תובעניות, ואין עדיין הסבר פיזיולוגי לתופעה של פעילות קוגניטיבית שיכולה להיות מתישה.

חשוב לחקור את הסיבות לעייפות מנטאלית, שכן היא משפיעה על מגוון רחב של תחומים, כולל החלטות כלכליות, החלטות רפואיות, ניהול עבודה, חינוך ולמידה. עייפות קוגניטיבית עלולה לפגוע ביכולתו של הפרט לשמור על שליטה קוגניטיבית, ובכך להגביר את נטייתו לעסוק בהתנהגויות תגובתיות רגשית המספקות סיפוק מיידי.

בעבר, מדענים חשבו שביצוע משימות מנטליות קשות צורך יותר אנרגיה ממשימות קלות ומתיש את המוח כמו שפעילות גופנית יכולה לעשות לשרירים. חלקם אפילו הציעו לצרוך משקה ממותק כדי להיות חדים יותר מנטלית, אולם השערות אלו הופרכו.

חוקרים גילו כי קליפת המוח הקדם-מצחית הצידית (LPFC) קשורה לעייפות קוגניטיבית. ליתר דיוק, עלייה בעייפות הקוגניטיבית הובילה להפחתת פעילות LPFC. עם זאת, הגורם לעייפות זו לאחר עיסוק במשימות הדורשות מאמץ קוגניטיבי ארוך טווח נותר מעורפל.

מחקר צרפתי מצא שעייפות קוגניטיבית עשויה להיגרם מדלדול או מהצטברות של מטבוליטים ספציפיים במוח. שינויים מטבוליים אלה במוח הנגרמים מעייפות קוגניטיבית עלולים לגרום לשליטה קוגניטיבית להיות יותר מאתגרת, ובכך לעורר התנהגויות הדורשות פחות שליטה קוגניטיבית או לספק תגמולים לטווח קצר. המאמר פורסם בכתב העת Current Biology.

הצטברות פוטנציאלית רעילה של מטבוליטים מסוימים כמו גלוטמט יכולה להיגרם על ידי מאמץ ממושך בשליטה קוגניטיבית. גלוטמט הוא חומר שמעורר נוירונים, ממלא תפקידי מפתח בלמידה ובזיכרון, אבל יותר מדי ממנו יכול להרוס את תפקוד המוח ולגרום לבעיות החל ממוות תאי ועד להתקפים.

החוקרים מדדו את כמות המטבוליטים ברקמות עצביות וכן את הדיפוזיה של חומרים הקשורים לגלוטמט. הם השתמשו בטכניקה לא פולשנית בשם ספקטרוסקופיה תהודה מגנטית, שיכולה לזהות גלוטמט באמצעות שילוב של גלי רדיו ומגנטים רבי עוצמה והתמקדו באזור קליפת המוח הקדם-מצחית הצדדית. מבחנים ומדידות התנהגותיות שימשו כדי להגדיר את הקשר בין עייפות קוגניטיבית ליעילות השליטה הקוגניטיבית.

במחקר השתתפו 40 אנשים שהשלימו משימות קוגניטיביות. קבוצת המבחן כללה 24 משתתפים שביצעו משימות קוגניטיביות קשות שנועדו לגרום לתשישות נפשית. באחת מהן, המשתתפים היו צריכים להחליט אם אותיות ומספרים המהבהבים על מסך מחשב ברצף מהירים הם ירוקים או אדומים, אותיות רישיות או קטנות וכן הלאה. במשימה אחרת, המתנדבים היו צריכים לזכור מספר תואם למספר שראו שלוש כרטיסיות קודם לכן. הניסוי נמשך כשש שעות, עם שתי הפסקות של עשר דקות. בקבוצה השנייה, אנשים ביצעו משימות הרבה יותר קלות.

במהלך היום, החוקרים מדדו שוב ושוב את העייפות הקוגניטיבית על ידי כך שביקשו מהמשתתפים לעשות בחירות שדורשות שליטה עצמית - להחליט לוותר על מזומנים באופן מיידי כדי שיוכלו להרוויח סכום גדול יותר מאוחר יותר, למשל. הקבוצה שהוקצתה למשימות קשות יותר עשתה כ-10% בחירות אימפולסיביות יותר לעומת הקבוצה עם משימות קלות יותר. במקביל, רמות הגלוטמט של משתתפי בקבוצה הראשונה עלו בכ-8% בקליפת המוח הקדם-מצחית הצדדית - דפוס שלא הופיע בקבוצה השנייה.

העייפות שינתה את הדרך שבה אנשים קיבלו החלטות, שכן היא גרמה למשתתפים להעדיף בחירות שלא הצריכו שיקול דעת קפדני. חברי קבוצת המבחן היו בעלי סיכוי גבוה יותר לבחור באפשרות של תגמול קטן יותר לעומת תגמול גדול במצב של עייפות פוסט-קוגניטיבית, כיוון שהמשימה הקשורה לתגמול הקטן יותר היתה פשוטה יותר להערכה.

החוקרים השתמשו במדדי אישונים של עייפות קוגניטיבית. הרחבת אישונים הוכחה כמדד למאמץ קוגניטיבי. יתרה מזאת, הרחבת אישונים נקשרה להפעלה של נוירוני נוראדרנלין במוח. כאשר ביצעו מעקב אחרי העיניים, עייפות קוגניטיבית נקשרה להפחתת הרחבת אישונים במהלך תהליך קבלת ההחלטות.

נמצאו הבדלים משמעותיים בריכוז הגלוטמט ובדיפוזיה של גלוטמט/ גלוטמין ב-LPFC בין קבוצת המאמץ הקוגניטיבי הגבוה לבין קבוצת המאמץ הקוגניטיבי הנמוך, ואילו בקליפת הראייה של המוח ההבדל בין ריכוזי הגלוטמט היה קטן. לכן, משימות שדרשו שליטה קוגניטיבית גבוהה יותר היו קשורות לשחרור גבוה יותר של גלוטמט, מה שמוביל להצטברות רבה יותר של גלוטמט במוח במהלך יום עבודה.

במהלך תהליך קוגניטיבי מאומץ, הדיפוזיה של הגלוטמט מתגברת, בעוד שבתנאים בהם התהליך הקוגניטיבי אינו מאומץ, דפוס הדיפוזיה נותר ללא שינוי. הדבר מעיד על כך ששינויים בדיפוזיה של גלוטמט/ גלוטמין עלולים לגרום להצטברות של החומר בחלל החוץ תאי.

מסקנת המחקר היא שפעילות קוגניטיבית מאומצת מעלה את ריכוזי הגלוטמט ודיפוזיה של גלוטמט/ גלוטמין ב-LPFC בהשוואה לפעילות קוגניטיבית לא מאומצת. צבירת גלוטמט מפעילה מנגנון רגולטורי שהופך את ההפעלה של ה-LPFC ליותר אינטנסיבית.

איתות לא תקין של גלוטמט מתרחש בהפרעות מוח רבות. קיימות היום תרופות המכוונות לקולטנים הנוירונים לגלוטמט, כולל אסקטמין, צורה של חומר ההרדמה קטמין המשמש לטיפול בדיכאון, וממנטין, המשמש לטיפול בסימפטומים של מחלת אלצהיימר. ישנם מחקרים על טיפולים מבוססי גלוטמט למספר הפרעות אחרות, כמו סכיזופרניה ואפילפסיה.