Dans un récent Biologie actuelle étude de journal, les chercheurs élucident les mécanismes neuro-métaboliques responsables de la fatigue cognitive qui survient après des heures de travail prolongées et intenses.
Étude: Un compte rendu neuro-métabolique de la raison pour laquelle le travail cognitif d’une journée modifie le contrôle des décisions économiques. Crédit d’image : Ilya Lukichev / Shutterstock.com
Sommaire
Arrière plan
La fonction cognitive décrit la capacité à effectuer des tâches objectives qui nécessitent un effort mental conscient. Lorsque ces tâches cognitives sont effectuées pendant une période prolongée, elles peuvent entraîner une fatigue mentale ou cognitive.
La fatigue ou l’épuisement après une journée d’activités éprouvantes mentalement ou exigeantes sur le plan cognitif sont fréquemment signalés. À ce jour, il n’existe aucune explication physiologique expliquant pourquoi exercer un contrôle cognitif peut être épuisant.
Il est important d’étudier les raisons de la fatigue mentale, car elle a un impact sur les décisions économiques, les traitements cliniques, la gestion du lieu de travail et l’éducation. De plus, la fatigue cognitive peut altérer la capacité d’un individu à conserver le contrôle cognitif, augmentant ainsi sa propension à adopter des comportements émotionnellement réactifs qui procurent une gratification instantanée.
Auparavant, les chercheurs ont découvert que le cortex préfrontal latéral (LPFC) est associé à la fatigue cognitive. Plus précisément, une augmentation de la fatigue cognitive a entraîné une réduction de l’activité LPFC. Cependant, la cause de cette fatigue après s’être engagé dans des tâches nécessitant un effort cognitif de longue durée reste obscure.
La présente étude a révélé que la fatigue cognitive peut être causée par l’épuisement ou l’accumulation de métabolites cérébraux spécifiques. Ces changements métaboliques dans le cerveau causés par la fatigue cognitive peuvent rendre le contrôle cognitif plus éprouvant ou difficile, provoquant ainsi des comportements qui nécessitent moins de contrôle cognitif ou offrent des récompenses à court terme.
L’accumulation potentiellement toxique de certains métabolites comme le glutamate pourrait être induite par un effort prolongé de contrôle cognitif.
À propos de l’étude
La présente étude a utilisé in vivo la spectroscopie par résonance magnétique du proton (1H-MRS) pour quantifier les métabolites dans les tissus neuraux, tandis que la MRS 1H pondérée en diffusion a été utilisée pour mesurer la diffusion des substances liées au glutamate. Des tests et mesures comportementaux ont également été utilisés pour définir la relation entre la fatigue cognitive et le coût du contrôle cognitif.
L’étude actuelle comprenait 40 participants qui ont effectué des tâches cognitives sur cinq séances totalisant 6,25 heures. Le groupe test était composé de 24 participants qui ont terminé la version difficile d’une tâche spécifiée, tandis que le groupe témoin de 16 participants a terminé une version simplifiée de la même tâche.
Au cours de l’étude, chaque participant a sélectionné une prestation en espèces qui correspondait à un niveau d’effort cognitif supérieur ou inférieur. Ce protocole, qui a été choisi en raison de la nature subjective de la décision économique, visait à rendre difficile pour les participants d’observer et de compenser les changements de leur comportement en cas de fatigue mentale.
Résultats de l’étude
Mesures comportementales de la fatigue cognitive
La fatigue cognitive indiquait un changement de préférence vers des options à faible coût de contrôle. La fatigue a également modifié la façon dont les gens prennent des décisions, car elle a amené les participants à privilégier des choix d’algorithmes qui ne nécessitaient pas une réflexion approfondie.
Les participants au test étaient également plus susceptibles de choisir une option de petite récompense plutôt qu’une option de grande récompense après la fatigue cognitive, car la tâche liée à la plus petite récompense était plus simple à évaluer.
Mesures pupillaires de la fatigue cognitive
La dilatation des pupilles a été prouvée comme une mesure de l’effort cognitif. De plus, la dilatation de la pupille a été liée à l’activation des neurones à noradrénaline dans le locus coeruleus et le cortex cingulaire antérieur. En utilisant le suivi oculaire pendant les séances de numérisation, la fatigue cognitive était associée à une dilatation réduite de la pupille pendant le processus de prise de décision.
Cette observation peut être interprétée comme la preuve d’un moindre effort cognitif investi dans le choix économique, ce qui reflète une activité LPFC réduite qui a déjà été rapportée dans des études d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). En outre, la dilatation réduite de la pupille indique que la diminution du contrôle cognitif lors du choix économique est facilitée par l’activité de régulation négative du cortex cingulaire antérieur dans le LPFC.
Mesures neuro-métaboliques de la fatigue cognitive
Il y avait des différences significatives dans la concentration de glutamate et la diffusion de glutamate/glutamine dans le LPFC entre les groupes à forte demande et à faible demande, avec seulement une différence minime observée dans le cortex visuel. Par conséquent, les tâches qui exigeaient une plus grande demande de contrôle cognitif sont associées à une plus grande libération de glutamate, ce qui conduit par la suite à une plus grande accumulation de glutamate tout au long d’une journée de travail.
Pendant les conditions de forte demande, le schéma de diffusion du glutamate a augmenté, tandis que, pendant les conditions de faible demande, le schéma de diffusion est resté inchangé. Par conséquent, il peut être possible d’affiner l’interprétation car des changements dans la diffusion du glutamate/glutamine peuvent indiquer une accumulation dans l’espace extracellulaire.
conclusion
Une dilatation réduite de la pupille lors de la prise de décision n’a été observée que dans le groupe à forte demande. De plus, les préférences de tâche dans ce groupe se sont déplacées vers les options à court délai et à faible effort, ce qui indiquait un biais de faible coût qui a été capturé par la modélisation informatique.
Le travail cognitif à forte demande a augmenté les concentrations de glutamate et la diffusion de glutamate/glutamine dans le LPFC par rapport au travail cognitif à faible demande.
Les résultats de l’étude actuelle suggèrent que l’accumulation de glutamate déclenche un mécanisme de régulation qui rend l’activation du LPFC plus énergivore. Ces résultats fournissent une meilleure compréhension mécaniste des raisons pour lesquelles le contrôle cognitif est plus difficile à exercer après une journée de travail intense.
