Что такое ментальная усталость и как ее избежать

Александр — прирожденный бегун. Бывают такие люди, которые могут бегать долго и получать от этого удовольствие. Каждое утро Александр просыпается за час до будильника, одевается и направляется в ближайший парк. Удивительно, что его еще не позвали в сборную России!

Обычно по дороге Александр включает какое-нибудь познавательное шоу на ютубе. Так случилось и в этот раз. Правда, он не смог выбрать из двух роликов один, поэтому решил, что прослушает оба видео на скорости 2x. Во время пробежки Александр ловил себя на том, что постоянно отвлекается от лекции, — приходилось силой воли возвращаться к ней. Однако ближе к концу второго видео ему стало значительно сложнее концентрироваться.

Наконец, через час бега и два часа научно-популярных роликов, Александр вернулся домой. Ноги приятно ныли, в теле ощущалась легкая усталость. Но вот голова… Сознание словно перестало воспринимать окружающий мир. Александр видел себя будто со стороны и толком не осознавал, что происходит. Он долго готовил завтрак, постоянно отвлекаясь на какие-то мысли. С четверть часа читал одну новостную заметку, силясь ее понять, но безуспешно. Казалось, мозг Александра хотел одного — спать. Такое странное чувство утомления! А ведь было только начало рабочего дня…

Физическая усталость

Ежедневно мы сталкиваемся с последствиями усталости. Как правило, ее проявления мы связываем с лимитами нашего тела. Но в действительности каждый вид усталости — это целая цепочка событий внутри организма.

Усталость определяется в психологии как уменьшение способности заставлять себя целенаправленно действовать. Под словом «действовать» можно понимать что угодно — от бега и поднятия тяжестей до обучения и фокусирования внимания.

Ряд теорий подчеркивает роль клеточных изменений в мышцах при утомлении, другие — изменения концентрации веществ в мозге.

Утомление можно разделить на два вида: физическое и ментальное. Оба имеют свою природу возникновения, с которой мы кратко ознакомимся. В приведенном выше примере с бегуном Александром легко обнаружить проявления физической усталости — ощущение дискомфорта и боль в мышцах, и ментальной — неспособности концентрироваться на чем-либо.

Для обоих видов центральным понятием является молекула АТФ — аденозинтрифосфата. Это батарейка наших клеток. При отщеплении от нее фосфорной кислоты (которой в такой молекуле целых три) она отдает энергию, благодаря чему в клетках идут многочисленные обменные процессы.

Однако количество АТФ в мышцах ограничено. Марафонскому бегуну его хватит на целых… 2 секунды!

Чтобы бежать дальше, необходим синтез дополнительного топлива. Откуда же его брать? Из запасов!

В нашем теле есть три основных склада энергии: гликоген (полисахарид), триглицерид (жир), а также фосфокреатин (краткосрочная замена АТФ). В организме человека весом 70 кг в оптимальном физическом состоянии в норме содержится 400–500 г гликогена в мускулатуре и 100 г в печени.

Триглицерид хранится в специальных клетках — адипоцитах, которые составляют основу жировой ткани: в организме мужчины весом 70 кг содержится до 8 кг триглицерида, у женщин весом 60 кг — вдвое больше. Интересно, что кофеин позволяет увеличить расход триглицерида, по разным данным, в 1,5 раза.

После промежуточных превращений гликогена в глюкозу в клетках образуется лактат и свободный водород (анаэробный механизм). Если при этом организм снабжается кислородом, то в дальнейшем выделяются вода и диоксид углерода (аэробный механизм). Второй механизм значительно более выгодный. При кислородном способе производится 37 молекул АТФ против 3 при анаэробном. Это, в свою очередь, означает, что при анаэробном механизме энергосинтеза организму нужно работать как минимум в 3,5 раза интенсивнее.

На основе этих данных об энергообмене в клетках нашего организма ученые выделяют 5 причин физической усталости:

• снижение уровня фосфокреатина в мышцах;
• накопление протонов в клетках мышц;
• истощение запасов гликогена;
• гипогликемия — снижение концентрации глюкозы в крови, что приводит к использованию триглицеридов;
• увеличение концентрации свободного триптофана в плазме из-за интенсивного использования жирных кислот.

Последняя концепция интересна тем, что свободный триптофан повышает уровень серотонина в мозге. Этот нейромедиатор у нас традиционно ассоциируется с контролем уровня бодрости и сна.

Каждая из причин усталости включается на своем этапе. Так, Александр, пробегая первые 200 метров, активно использовал фосфокреатин на работу мышц. После 500 метров его организм начал накапливать водород. На 5-м километре стали истощаться запасы гликогена. Наконец, на 10-м километре увеличилась концентрация свободного триптофана — «идея усталости» достигла мозга. Приведенные цифры — усредненные, их легко изменить с помощью тренировок.

Проблема заключается в том, что цикл образования АТФ в клетках становится менее эффективным с возрастом и при хроническом уменьшении физической активности. Это приводит к тому, что мы используем преимущественно анаэробный энергосинтез. Тренировка может исправить ситуацию и увеличить возможности аэробного цикла (правда, лишь до 50%), как бы отключив раньше анаэробный механизм. Так что, видимо, Александр поступает совершенно правильно, вставая каждое утро и отправляясь в парк на пробежку.

Еще один способ побороть физическую усталость — принять активную биологическую добавку, содержащую аминокислоты. Это позволяет уменьшить концентрацию свободного триптофана, что важно при длительных занятиях спортом. Здесь идея простая: если организму неоткуда брать дополнительную энергию, он будет есть сам себя. Поэтому так часто рекомендуют питаться перед, после тренировки и во время перерывов. И поэтому так популярны спортивные добавки.

Ментальная усталость

Совсем иное дело — изнеможение нашего ума. Ментальная усталость проявляется как временное нарушение когнитивных функций. Аналогия простая: мы напрягаем мышцу — мозг, что вызывает усталость. Каждый человек ежедневно сталкивается с ментальным утомлением. С учетом современного образа жизни, преимущественно сидячего, такая усталость становится серьезной проблемой. И сложность заключается в том, что ее мы признаем реже, чем физическую, а это может приводить к возникновению хронических форм.

Симптомы ментальной усталости: проблемы в фокусировании внимания, в планировании, неспособность исправить собственные ошибки, ослабление рабочей памяти. Одна из характерных черт такой усталости — накопительная природа.

По данным опроса в США, более 38% отмечают наличие ментальной усталости. В Голландии количество мужчин и женщин, замечающих такое состояние, увеличилось за 15 лет на 12% и 11% соответственно.

Ментальная усталость особенно опасна, когда речь идет о таких профессиях, как диспетчер или водитель, где цена ошибки — жизни людей.

С ростом усталости профессионал чаще отвлекается и попадает в ловушки собственного внимания. Почему же появляется эта усталость?

Ментальная усталость внутри мозга

Существует теория, согласно которой возникновение ментальной усталости зависит от двух мозговых систем: часть нейронов мозга относится к системе возбуждения, а другая — к системе торможения.

Возбуждающая система увеличивает активность моторных зон мозга (исполнителей нашего поведения). К ней относятся области лимбической системы, таламус, орбитофронтальная кора, префронтальная кора, передняя поясная извилина, ряд моторных зон. Они показаны на рисунке ниже. Важную роль играет префронтальная кора — хаб когнитивных функций. У пациентов с хронической усталостью объем серого вещества префронтальной коры уменьшается, однако возвращается в норму после поведенческой терапии.

Система торможения, в свою очередь, объединяет спинной мозг, таламус, соматосенсорную (чувствительную) кору, инсулярную кору, заднюю поясную извилину, ряд моторных зон. Увеличенная активность этой системы была продемонстрирована у людей с хронической усталостью.

Ментальная усталость регулируется балансом двух систем, а также особыми молекулами, которые переносят серотонин в мозге. Проверяя идею о балансе, китайские ученые предложили респондентам в течение 30 минут решать однообразную когнитивную задачу: на экране появлялись круги с цифрами, на которые нужно было нажать в порядке возрастания чисел (тест на определение последовательности). Усталость можно было отслеживать по количеству ошибок.

Выяснилось, что с растущим утомлением повышается активность тормозящей системы. А ее чрезмерная активность может привести к хронической усталости.

Блокировать появление усталости, по крайней мере у мышей, можно было с помощью введения агониста серотонина. Исследуя пациентов с синдромом хронической усталости, ученые обнаружили у них уменьшение серотонина в инсулярной коре.

Самуэль Маркора, Уолтер Стайано и Виктория Манниг в исследовании показали важность роли передней поясной извилины в ощущении усталости. Видимо, эта область как-то связана с распределением ментальных ресурсов при выполнении различных задач.

При возникновении ментальной усталости мозг респондентов словно бы решал, что устало всё тело: участники ощущали, будто каждое последующее физическое действие требовало больше ресурсов. Другими словами, стало ясно, что родиной усталости является мозг!

Шум в активности мозга

Один из самых крупных исследователей ментальной усталости, Маартен Боксем, в своем эксперименте просил участников в течение трех часов подряд выполнять тест на внимание. Участники видели экран, на котором появлялись сперва две основные буквы. Затем следовала подсказка, после чего — две новые буквы на местах подсказки или же в новых локациях. Участникам необходимо было отмечать ситуации, когда на определенной подсказкой позиции появлялись только основные буквы. Постепенно скорость их ответов и правильность уменьшались, обозначая усталость.

Используя электроэнцефалограф, ученые смогли отследить изменения в работе мозга. С течением времени активность нейронов мозга изменилась: быстрые низкоамплитудные волны сменились более медленными, но сильными волнами альфа (в затылочной зоне) и тета (в лобной доле). Видимо, эти волны указывали на общий спад активности мозга.

В другом эксперименте ученые подтвердили результаты Боксема: оказалось, что увеличение сложности задачи способствовало рассинхронизации альфа-активности разных зон мозга и постепенному росту тета-активности.

Знание о разной активности мозга можно использовать в клинической практике.

Если вы не понимаете, устали вы или нет, считаете, что усталость лишь проявление лени, достаточно сходить на электроэнцефалограмму.

Если у вас обнаружится повышенная тета-активность мозга, это может говорить о том, что вам срочно пора в отпуск!

Чувство усталости

Развивая идею ментальной усталости, Маартен Боксем обратил внимание, что не всегда люди чувствуют ее после напряженной работы. Иногда она появляется через короткий промежуток времени, иногда не появляется вообще. Зная, что родина усталости — мозг, ученый сделал интересное предположение: усталость — это не ощущение, а чувство.

Согласно идее Боксема, утомляемость появляется в тот момент, когда награда за работу относительно ниже, чем энергозатраты на нее. То есть усталость — это результат взвешивания мозгом награды и трудозатрат. Их сравнение может происходить в системах мозга, использующих дофамин, чья концентрация зависит от вероятности получить награду.

Важную роль в таком ментальном взвешивании играет орбитофронтальная кора, способная сопоставлять ценность задачи с текущей деятельностью. Ей активно помогает передняя поясная извилина, которую мы уже упоминали как часть системы возбуждения. Она связана с оценкой энергозатратности задачи.

Согласно идее Боксема, человек может изменять выделяемое на задачу количество энергии в зависимости от награды. Чувство усталости в таком случае — это сигнал к прекращению деятельности. Для проверки гипотезы ученый провел эксперимент, в котором предлагал респондентам разную сумму денег за выполнение теста как можно лучше и в большем объеме. Если чувство ментальной усталости действительно зависит от субъективного восприятия награды, то, повысив выигрыш, можно уменьшить и утомляемость. Так и случилось.

Интересно, что когда люди ментально устают, то забывают про долгосрочные цели (и награды, соответственно). Они начинают оценивать свое текущее состояние по краткосрочным задачам.

В этом случае происходит замена одних целей другими. К сожалению, подобное часто случается в современной жизни, когда необходимо решать краткосрочные задачи чем раньше, тем лучше, а награда во времени отдалена. Возможно, именно поэтому сейчас растет количество студентов, не окончивших вуз? Любопытно, что люди, самостоятельно определяющие свою занятость, меньше испытывают усталость, а перфекционисты, невротики и интроверты — больше.

Идею Маартена Боксема поддерживает американский нейроэндокринолог Роберт Сапольски. Он поясняет, что, когда мы вынуждены делать сложную работу за малую награду, тело мобилизует дополнительные энергетические ресурсы. В такой мобилизации участвует кортизол. Он, в свою очередь, увеличивает концентрацию дофамина и создает кратковременное ощущение «я готов на всё». Если же такая ситуация становится постоянной, концентрация кортизола падает, что приводит к ощущению хронической усталости. Именно падение кортизола отмечается как один из факторов риска развития синдрома хронической усталости. Более того, его падение влияет на иммунную систему организма.

Предположение Боксема также соотносится с результатами исследований Эдварда Торндайка, выдающегося американского ученого в области обучения и интеллекта. Исследуя школьников, Торндайк тоже убедился, что ментальная усталость — скорее чувство, чем ощущение. Дети и после долгой контрольной способны к ментальным усилиям, если им это интересно. Способность учиться не падает! А это означает, что попытки уменьшить длительность занятий, увеличить перемены, давать более легкие уроки — в корне неправильные меры. Реальная проблема в том, что учителя не могут заинтересовать школьников.

Усталость и рабочая память

Как уже было сказано, при ментальной усталости уменьшается полезный объем рабочей памяти. Уильям Хелтон и Пол Рассел показали это. Ученые предлагали участникам исследования решать задачу на бдительность, одновременно удерживая вербальную или визуальную информацию в рабочей памяти.

В задаче на бдительность участники должны были обнаружить букву D среди множества букв О. Одновременно с этим они удерживали в памяти несколько символов, после чего должны были сказать, входит ли новый символ в число ранее запомненных.

Ученые показали, что потеря бдительности и ментальная усталость могут быть результатом уменьшения когнитивных ресурсов.

Дополнительная нагрузка на рабочую память приводит к тому, что ресурсов расходуется еще больше. Разве не этим мы с вами занимаемся каждый день? Стремимся потратить максимум ресурсов своего мозга?

Александр, бегун, с истории которого мы начали статью, по сути делал то же самое, что и участники эксперимента Хелтона и Рассела. Он должен был одновременно бежать, думать о дороге, следить за кочками, контролировать ситуацию с прохожими, чтобы ни в кого не врезаться. В то же время он решил нагрузить себя познавательной деятельностью — прослушиванием лекций.

Если бы он слушал лекции на скорости 1х, то потратил бы одно количество когнитивной энергии. Но поскольку скорость была увеличена, то на деле он тратил вдвое больше. Так и оказалось: после пробежки Александр чувствовал себя как после двухчасовой лекции, которую слушал без перерыва.

Если проанализировать всё сказанное, то можно предположить, что ментальная усталость — это следствие загрузки рабочей памяти. Только подумайте: мы включаемся в информационную гонку, стремимся изучить сотни страниц разной информации за день, освоить разные навыки, при этом прочесть бесконечно растущее количество новостей, не отстать от жизни, посмотреть все новые фильмы… Получается, что в единицу времени мы теперь обрабатываем значительно больше информации, чем раньше. А так как ее количество только растет, то в будущем мозгу придется трудиться еще больше. И если принять за аксиому тот факт, что объем рабочей памяти ограничен, то становится ясно, что мозгу приходится уменьшать время на обработку информации, чтобы справиться с ее растущим количеством. Всё это приводит к постоянным жалобам людей любого возраста: «Я очень устал, хочу спать».

В связи с высказанным появляется еще одна мысль: необходимость ускоренной обработки информации, которая превращает нас не столько в homo sapiens, сколько в homo machines, приводит к тому, что изменяется и ментальное ощущение времени — оно словно бы ускоряется. Работа мысли, которая разворачивается вне рамок времени и пространства, определяет ментальное ощущение длительности события.

Подводя итог, отмечу, что те факты, которые я описал, с которыми столкнулся бегун Александр и сталкивается каждый из нас, позволяют пофантазировать о том, как избежать ментальной усталости. С одной стороны, необходимо прислушиваться к телу и мозгу, которые сигнализируют о проявляющемся утомлении, с другой — нужно правильно фильтровать информацию, с которой мы работаем, организовывать рабочее время с перерывами для отдыха мозга и находить деятельность, награда за которую, материальная и нематериальная, будет выше энергозатрат. В конце концов, съесть маленькую шоколадку, которая увеличит концентрацию глюкозы и уровень дофамина, — это тоже решение. А как вы боретесь с ментальной усталостью?