Психологическая помощь новости психологии и психотерапии
Ученые из Медицинского института Джона Хопкинса, используя МРТ-сканирование и компьютерное моделирование, точно определили области человеческого мозга, которые регулируют усилия по борьбе с усталостью.
Полученные результаты могут способствовать развитию поведенческих и других стратегий, которые увеличивают физическую работоспособность у здоровых людей, а также проливают свет на нейронные механизмы, которые способствуют усталости у людей с депрессией, рассеянным склерозом и инсультом.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
“Мы знаем физиологические процессы, связанные с усталостью, такие как накопление молочной кислоты в мышцах, но мы гораздо меньше знаем о том, как чувство усталости обрабатывается в мозге и как наш мозг решает, сколько и каких усилий нужно приложить, чтобы преодолеть усталость”,-говорит Викрам Чиб, доктор философии, доцент биомедицинской инженерии Медицинской школы Университета Джона Хопкинса и научный сотрудник Института Кеннеди Кригера.
Знание областей мозга, которые контролируют выбор усилий по снижению утомляемости, поможет ученым найти методы лечения, которые направленно изменят этот выбор, говорит Чиб. “Возможно, для вашего мозга не идеальное решение- просто работать, невзирая на усталость. Для мозга может быть более полезно эффективно обрабатывать сигналы, которые он посылает”- говорит Чиб.
Для этого исследования Чиб впервые разработал новый способ объективной количественной оценки того, как люди “чувствуют” усталость, что является сложной задачей, поскольку системы оценки могут варьироваться от человека к человеку. Врачи часто просят своих пациентов оценить их усталость по шкале от 1 до 7, но такие оценки субъективны и разнообразны, как и оценки по шкале боли.
Чтобы стандартизировать оценку усталости, Чиб попросил 20 участников исследования принять решения, основанные на оценке риска выполнения определенных физических усилий. Средний возраст участников составлял 24 года и колебался от 18 до 34 лет. Девять человек из 20 были женщинами.
20 участников после обучения их распознаванию масштаба приложенных усилий, предложили сжать в ладони динамометр. Ноль равнялся отсутствию усилия, а 50 единиц на шкале динамометра были равны половине максимальной силы участника. Участники научились связывать единицы усилий с тем, сколько нужно выжать, что помогло стандартизировать уровень усилий для отдельных людей.
Участники повторяли упражнения с сжатием динамометра, разбитые на 17 блоков, в каждом из которых было по 10 попыток. До тех пор, пока они не устали. Затем им был предложен один из двух вариантов выполнения упражнения. В первом варианте им предлагалось приложить заранее заданный уровень усилий. Во втором варианте, случайным образом по подброшенной монете, определялся выбор- или не прилагать никаких усилий вообще, или приложить больше усилий по заранее установленному уровню. Внося неопределенность, исследователи выясняли как каждый испытуемый оценивает свои усилия – фактически, это способ пролить свет на то, как мозг и ум принимают решение сколько усилий нужно приложить.
В зависимости от того, выбрал ли участник рискованный вариант по сравнению с заранее определенным, исследователи использовали компьютерные программы для измерения того, как участники думают о перспективе приложения определенных усилий, когда они были утомлены.
“Мы обнаружили, что люди были склонны избегать рискованного выбора задания, связанного с подбрасыванием монеты. И это не удивительно”, – говорит Чиб. Большинство участников (19 из 20) выбрали заранее определенный уровень усилий. Это означает, что в состоянии усталости участники были менее склонны рисковать тем, что им придется приложить больше усилий.
“Заранее определенное усилие должно было стать довольно значительным для участников, чтобы они начали выбирать вариант с подбрасыванием монеты”, – говорит Чиб.
Среди участников отдельной группы из 10 человек, которые прошли обучение по распознаванию масштаба приложенных усилий, но которые не подвергались многочисленным утомительным испытаниям, не было никакой существенной разницы в выборе либо рискованного выбора, связанного с подбрасыванием монеты, либо определенного усилия.
Исследовательская группа Чиба также оценила активность мозга участников во время выполнения упражнений на захват динамометра с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), которая отслеживает кровоток в мозге и показывает, какие нейроны активируются чаще всего.
Команда Чиба подтвердила предыдущие данные о том, что мозговая активность, когда участники выбирали между двумя вариантами, увеличивалась у всех участников в области мозга, называемой островковой долей.
Кроме того, используя фМРТ-сканирование, они более внимательно изучили моторную кору головного мозга, когда участники были утомлены. Эта область мозга отвечает за само усилие.
Исследователи обнаружили, что моторная кора головного мозга была деактивирована в то время, когда участники “делали выбор” между двумя вариантами возможного приложения усилий. По словам Чиба, это открытие согласуется с предыдущими исследованиями, которые показывают, что когда люди выполняют повторяющиеся утомительные упражнения, активность моторной коры снижается. Это связано с меньшим количеством сигналов, посылаемых к мышцам.
Участники, у которых активность коры головного мозга изменилась меньше всего при утомительных нагрузках, избегали выбора усилий, связанных с риском, и испытывали наибольшую усталость. Это говорит о том, что усталость может возникнуть из-за несоответствия между тем, что человек думает о своей готовности приложить усилия и реальной активностью в моторной коре.
По сути, когда тело устает, оно настраивается на моторную кору, потому что если мозг продолжает посылать больше сигналов мышцам, побуждая их к действиям, начинают брать верх физиологические ограничения, например, повышается уровень молочной кислоты, способствуя еще большей усталости.
Эти результаты, говорит Чиб, могут продвинуть поиск методов лечения- физических или химических- которые нацелены на повышение производительности у здоровых и у тех, кто испытывает состояния, связанные с усталостью.
