Waarom je van lang hard nadenken moe wordt: glutamaat
Dat je van zwaar fysiek werk moe wordt, verbaast allicht niemand. Maar ook van urenlang hard nadenken kan je erg vermoeid worden. Een nieuwe studie heeft nu een verklaring gevonden voor hoe dat komt. Die vermoeidheid is geen illusie van de hersenen, maar het gevolg van de opstapeling van de neurotransmitter glutamaat in bepaalde delen van de hersenen. Die overvloed veroorzaakt mentale vermoeidheid en maakt dat mensen gemakkelijkheidsoplossingen gaan kiezen.
De studie onder leiding van dokter Antonius Wiehler van de Hôpitaux Universitaires Pitié Salpêtrière in Parijs toont aan dat wanneer iemand urenlang intensief cognitief werk verricht, er zich potentieel giftige bijproducten opstapelen in het deel van de hersenen dat de prefrontale cortex genoemd wordt. Dat is het hersengebied achter het voorhoofd dat onder meer actief is wanneer mensen dingen plannen of complexe problemen oplossen.
Die opstapeling verandert de controle die je hebt over je beslissingen, zodat je geneigd bent de voorkeur te geven aan 'goedkope' acties die geen inspanning of geduld vragen.
"Invloedrijke theorieën suggereerden dat geestelijke vermoeidheid een soort illusie is, die de hersenen in het leven roepen om ons te laten stoppen met datgene waarmee we bezig zijn en over te schakelen op een aangenamere activiteit", zei dokter Mathias Pessiglione, medeauteur van de studie en onderzoeker aan de Hôpitaux Universitaires.
"Maar onze bevindingen tonen aan dat cognitief werk resulteert in een echte functionele verandering in de hersenen - de opstapeling van giftige substanties - zodat vermoeidheid inderdaad een signaal is dat ons doet stoppen met werken maar met een ander doel: het instandhouden van het goed functioneren van de hersenen."
MRS-scans
Het team wilde te weten komen wat mentale vermoeidheid echt is. Terwijl machines onafgebroken berekeningen kunnen maken, kunnen de hersenen dat niet en de onderzoekers wilden ontdekken waarom niet. Ze vermoedden dat de oorzaak te maken had met de noodzaak om potentieel giftige substanties te recycleren die voortkomen uit de activiteit van de hersencellen.
Om hiervoor aanwijzingen te vinden, gebruikten ze magnetic resonance spectroscopy (MRS) om de scheikundige processen in de hersenen op te volgen in de loop van een werkdag. MRS is een gespecialiseerde techniek die geassocieerd is met de bekendere MRI, magnetic resonance imaging.
Ze bekeken met die techniek twee groepen van mensen: één die hard moest nadenken en een andere die relatief gemakkelijkere cognitieve taken moest uitvoeren.
Enkel in de groep die de moeilijke taken had gekregen, zagen ze indicaties van vermoeidheid, waaronder een verminderde verwijding van de pupillen. De mensen in die groep vertoonden ook een verschuiving in hun keuzes naar opties die op korte termijn en met weinig inspanning beloningen zouden opleveren.
Essentieel was wel dat ze ook hogere niveaus van glutamaat in de synapsen van de prefrontale cortex hadden. Glutamaat is een zogenoemde neurotransmitter, een signaalstof die zenuwimpulsen overdraagt tussen zenuwcellen en klier- of spiercellen en de synapsen zijn de contactplaatsen waar die overdracht plaatsvindt.
Samen met eerdere aanwijzingen ondersteunt dat de theorie dat de opstapeling van glutamaat maakt dat een verdere activatie van de prefrontale cortex meer moeite gaat kosten. En dat maakt dan weer dat cognitieve controle moeilijker wordt na een mentaal zware werkdag.
Rust en slaap
Valt deze beperking van het vermogen van onze hersenen om lang hard na te denken op een of andere manier te omzeilen?
"Niet echt, vrees ik", zei Pessiglione. "Ik zou mijn toevlucht nemen tot oude, beproefde recepten: rust en slaap. Er zijn goede aanwijzingen dat glutamaat tijdens de slaap uit de synapsen verwijderd wordt."
Toch zou het onderzoek wel praktische toepassingen kunnen hebben. Zo zou volgens de onderzoekers het opvolgen van de prefrontale glutamaatniveaus kunnen helpen om ernstige mentale vermoeidheid op te sporen. Dat zou dan weer kunnen helpen om werkagenda's aan te passen om burnouts te vermijden.
De onderzoekers raden mensen overigens ook af om belangrijke beslissingen te nemen als ze moe zijn.
In toekomstige studies hopen ze te ontdekken waarom de prefrontale cortex bijzonder gevoelig lijkt voor de opstapeling van glutamaat en voor vermoeidheid.
Intussen is er ook kritiek op de studie. Neurofysicus Harald Möller van het Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig zei dat er vaak verhogingen van de glutamaatniveaus voorkomen als er hersengebieden gestimuleerd worden, maar dat die concentratie weer verlaagt wanneer de stimulatie eindigt. Volgens hem hadden de onderzoekers ook metingen moeten doen tijdens de rustperiodes van de proefpersonen.
De studie van het team is gepubliceerd in Current Biology. Dit artikel is gebaseerd op een persmededeling van Cell Press en een telex van Belga.