مرهق ذهنيا؟ الدراسة تلقي باللوم على تراكم مادة كيميائية رئيسية في الدماغ

أنت تعرف ذلك الشعور. لقد كنت تكدح استعدادا لاختبار أو عرض تقديمي طوال اليوم، وفجأة لا يمكنك تذكر أشياء بسيطة، مثل ما تناولته على الإفطار، أو مكان موقع دولة بليز بالضبط. الآن، تشير دراسة إلى سبب تشتتنا بعد ساعات من العمل الذهني الشاق: تراكم سام للغلوتامات Glutamate، وهو أكثر الإشارات الكيميائية وفرة في الدماغ.

هذه الدراسة ليست الأولى في محاولة شرح التعب المعرفي Cognitive fatigue – ومن المحتم أن يثير الجدل، كما يقول جوناثان كوهين Jonathan Cohen، عالم الأعصاب من جامعة برينستون Princeton University والذي لم يشارك في العمل. اعتقد العديد من العلماء ذات مرة أن القيام بمهام ذهنية صعبة يستهلك طاقة أكثر من المهام السهلة، مما يؤدي إلى إرهاق الدماغ، مثل ممارسة التمارين الرياضية بالنسبة إلى العضلات. حتى أن البعض اقترح أن مشاريب اللبن المخفوق السكرية سيجعلك عقلياً أكثر تيقضا من المُحلِّيات الاصطناعية، كما يقول. ولكن كوهين وكثيرين آخرين من العاملين في هذا المجال يشككون في مثل هذه التفسيرات المبسطة. يقول: “لقد دحضنا كل ذلك”.

في الدراسة الجديدة، نظر الباحثون فيما إذا كانت مستويات الغلوتامات مرتبطة بالسلوك الذي يظهر غالباً عندما نكون مرهقين ذهنيا. فعلى سبيل المثال، السعي إلى الحصول على إشباع سهل وفوري، أو التصرف باندفاع. عادة ما يثير الغلوتامات الخلايا العصبية، ويؤدي أدواراً رئيسية في التعلم والذاكرة، ولكن الكثير منه يمكن أن يفسد وظائف المخ، مما يتسبب في مشكلات تتراوح من موت الخلايا إلى النوبات العصبية.Seizures

استخدم العلماء تقنية غير باضعة Noninvasive تسمى التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي Magnetic resonance spectroscopy، والتي يمكنها الكشف عن الغلوتامات من خلال مزيج من موجات الراديو والمغناطيسات القوية. اختاروا التركيز على منطقة دماغية تسمى قشرة الفص الجبهي الجانبي Lateral prefrontal cortex، والتي تساعدنا على الاستمرار بالتركيز ووضع الخطط. عندما يكون الشخص مرهقاً ذهنيا، تصير هذه المنطقة أقل نشاطاً.

قسّم الباحثون 39 مشاركاً -مدفوعي الأجر- في الدراسة إلى مجموعتين، وخصصوا واحدة من المجموعتين للقيام بسلسلة من المهام المعرفية الصعبة المُصمَّمة لاستثارة الإرهاق الذهني. في إحداها، كان على المشاركين أن يقرروا ما إذا كانت الأحرف والأرقام التي تومض على شاشة الحاسوب بتتابع سريع خضراء أو حمراء، كبيرة أو صغيرة، وأشكال أخرى. في حالة أخرى، كان على المتطوعين أن يتذكروا ما إذا كان الرقم يطابق رقماً رأوه قبل ذلك بثلاثة أرقام. استمرت التجربة نحو 6 ساعات، مع استراحة لمدة 10 دقائق ووجبة غداء بسيطة من شطيرة وقطعة فاكهة. في المجموعة الثانية، قام المشاركون بمهام أسهل بكثير.

مع مرور اليوم، قاس الباحثون مراراً التعب المعرفي من خلال مطالبة المشاركين باتخاذ خيارات تتطلب ضبط النفس – قرار التخلي عن النقود التي كانت متاحة على الفور حتى يتمكنوا من كسب مبلغ أكبر لاحقاً، على سبيل المثال. ولاحظ الباحثون أن المجموعة المُكلَّفة بمهام أكثر صعوبة اختارت اختيارات Impulsive choices بنسبة 10% أكثر من المجموعة ذات المهام الأسهل. في الوقت نفسه، ارتفعت مستويات الغلوتامات لديهم بنحو 8% في قشرة الفص الجبهي الجانبي – وهو نمط لم يظهر في المجموعة الأخرى، حسبما أفاد العلماء حاليا في دورية كارنت بيولوجي Current Biology.

“ما زلنا بعيدين عن النقطة التي يمكننا فيها القول إن العمل الجاد ذهنيا يسبب تراكماً ساماً للغلوتامات في الدماغ”، كما يقول المؤلف الأول للدراسة، أنطونيوس ويهلر Antonius Weihler، وهو طبيب نفسي حوسبي Computational psychiatrist من مجموعة مستشفيات جامعة باريس للطب النفسي وعلوم الأعصاب GHU Paris Psychiatry and Neurosciences. ولكن إذا كان الأمر كذلك، فإنه يؤكد على القدرات Rrestorative powers المعروفة للنوم، والتي “تطهرCleanses الدماغ عن طريق التخلص من الفضلات الأيضية. يقترح الفريق أنه قد يكون من الممكن استخدام مستويات الغلوتامات في قشرة الفص الجبهي للكشف عن التعب Severe fatigue، ومراقبة التعافي من حالات مثل الاكتئاب أو السرطان.

تحدث إشارات الغلوتامات غير الطبيعية في العديد من اضطرابات الدماغ. توجد بالفعل عقاقير تستهدف المستقبلات Neuronal receptors للغلوتامات، بما في ذلك الإسكيتامين Esketamine، وهو شكل من أشكال مخدر الكيتامين Ketamine المستخدم لعلاج الاكتئاب، والميمانتين Memantine المستخدم لعلاج أعراض مرض الزهايمر. يستكشف الباحثون أيضاً العلاجات القائمة على الغلوتامات لعدد من الاضطرابات الأخرى، مثل الفصام والصرع.

أحد أوجه القصور المهمة في الدراسة هو أن الماسحات الضوئية المستخدمة ليست قوية بما يكفي للتمييز بين الغلوتامات وجزيء آخر وثيق الصلة، الغ Glutamine، كما يشير ألكسندر لين Alexander Lin، اختصاصي التحليل الطيفي Clinical spectroscopist في مستشفى بريغهام آند وومان. ولكن النتائج “توفر الأساس لفحص كيف يمكن تعديل مستوى الغلوتامات بواسطة الأدوية أو الأجهزة مثل التحفيز العصبي”، كما يقول.

أما سيباستيان موسليك Sebastian Musslick، عالم الأعصاب من جامعة براونBrown University ، فيشك في أن الفضلات الأيضية ستكون مساهماً رئيسياً في التعب الإدراكي. ويشتبه بدلاً من ذلك في أن الزيادة الطفيفة في الغلوتامات في حين تُتعب الدماغ فإنها تخدم غرضاً آخر. إذ تتواصل الأعضاء في أجسامنا باستمرار مع أدمغتنا، مما يسمح لنا بمعرفة متى نحتاج إلى تناول الطعام والنوم وشرب الماء والذهاب إلى الحمام. لذا يقترح موسليك أنه الغلوتامات في قشرة الفص الجبهي ربما ترسل تحديثاً فيكون أشبه بنظام مراقبة داخلي للدماغ.

لكن في رأي كوهين، فإن السبب الأكثر إقناعاً للشك في فكرة أن منتجات الفضلات تؤدي دوراً مهماً في التعب الإدراكي هو أنها لا تستطيع تفسير قدرة الإنسان على الاجتهاد في كثير من الأحيان للمضي قدما على الرغم من التعب المعرفي، أو أداء مهام حوسبية تتطلب جهداً مثل التعرف على الوجوه التي تتطلب الحواسيب ميغاوات من الطاقة للقيام بها. للتوفيق بين هذه المهام العديدة الصعبة، يجب أن يمتلك الدماغ نظاماً حوسبيا أكثر تعقيداً -لتخصيص الجهد- من مجرد تراكم أو استنفاد المنتجات الثانوية الأيضية، كما يقول. ويتابع قائلا: “لا يمكن أن يكون الأمر بهذه السهولة”.

المصادر العلمية:

doi: 10.1126/science.ade3733

بقلم: إيميلي أندروود

ترجمة: Google translate

تنقيح: مجلة العلوم

©2022, American Association for the Advancement of Science. All rights reserved