《自然》: 你的大脑感到疲惫吗? 研究人员正在探索精神疲劳的根源

当俄罗斯国际象棋特级大师加里·卡斯帕罗夫在1996年与IBM的“深蓝”超级计算机对弈时，他发出了一声充满人性无奈的感叹：“我真的累了。”这句话道出了人类智能与人工智能之间最本质的区别之一：机器只要通电就能无限运转，而人类的大脑，无论多么天才，终究会遭遇那堵无形的墙——认知疲劳。

长期以来，这种在漫长工作、学习或决策后产生的精疲力竭感，被视为主观的心理状态，甚至被误解为意志力薄弱。然而，随着新冠后遗症（Long COVID）在全球范围内的蔓延，以及对慢性疲劳综合征（ME/CFS）关注度的提升，科学家们正在发起一场跨学科的探索，试图从代谢和神经化学的微观层面，解开大脑“死机”的真相。这不仅关乎如何让现代打工人摆脱“脑雾”，更关乎为数千万深受疲劳折磨的患者寻找重获新生的解药。

不仅仅是累：大脑的“经济账”与“排毒论”

为什么思考会让人感到疲惫？这听起来像是一个哲学问题，但在神经科学家眼中，它是一道复杂的生物化学算术题。巴黎脑研究所的马蒂亚斯·佩西格利奥内等研究者通过实验发现，当人类被迫长时间进行高强度的认知控制——比如在复杂的交通路况中驾驶，或是在陌生的棋局中计算步数时——大脑并非只是简单地消耗能量，而是在进行一场危险的代谢博弈。

目前科学界主要存在两种主流理论来解释这一现象。一种是“资源耗尽论”，即大脑负责认知控制的区域耗尽了葡萄糖等能量储备；另一种则是更为新颖且备受关注的“毒素累积论”。该理论认为，高强度的神经活动会导致大脑间隙中积累有害的代谢副产物，如谷氨酸。这种兴奋性神经递质在正常水平下是传递信息的信使，但一旦浓度过高，便会转化为神经毒素，阻碍神经元之间的信号传输。

插图：Patrycja Podkościelny

为了验证这一假设，佩西格利奥内的团队曾进行过一项巧妙的模拟实验。他们让受试者在六个半小时内分别完成高难度和低难度的认知任务。磁共振光谱分析显示，那些被高难度任务“折磨”的人，其外侧前额叶皮层中谷氨酸的浓度显著升高。更有趣的是，这种化学物质的积累直接改变了人的行为模式：疲劳的大脑开始拒绝延迟满足，转而追求短期、低成本的回报。换句话说，当你感到脑子“转不动”时，实际上是大脑启动了一种防御机制，通过产生疲劳感来强制你停止工作，以防止代谢废物的进一步积累造成永久性损伤。这就好比汽车引擎过热时，仪表盘亮起的红灯。

疲劳的化学信使：多巴胺的隐秘退场

除了代谢废物的堆积，神经递质的微妙平衡也在操控着我们的疲劳感。英国伯明翰大学的认知神经科学家马修·阿普斯提出了“机会成本”的视角，他认为多巴胺在其中扮演了关键角色。

多巴胺通常被大众熟知为“快乐分子”，但在认知疲劳的语境下，它更是“动力分子”。大脑会不断评估当前任务的投入产出比：我付出的努力是否值得预期的回报？随着任务时间的拉长和难度的增加，多巴胺水平开始波动甚至下降，导致大脑对回报的感知价值降低。与此同时，腺苷——一种促进睡眠的分子——开始在突触间积累，抑制多巴胺的释放。

这种神经化学层面的“此消彼长”，解释了为什么疲劳不仅表现为能力的下降，更表现为动机的丧失。对于患有慢性疲劳综合征或长新冠的患者而言，这种机制可能发生了病理性的失调。像安娜·莉亚·塔马里兹这样的患者，仅仅是阅读一本书或听一段音乐，都会引发灾难性的崩溃。在她们的大脑中，评估系统似乎发生了故障：任何微小的认知或身体努力，都被标记为“成本过高”，从而触发极度的疲惫感。这并非她们“不想”动，而是大脑底层的化学反应在尖叫着让她们停下。约翰·霍普金斯大学的维克拉姆·奇布团队更是发现，脑力劳动的疲劳会直接抑制人们进行体力活动的意愿，反之亦然，这进一步证实了认知疲劳与身体疲劳在神经机制上的深度纠缠。

寻找解药：从“喝杯咖啡”到精准医疗

在1996年和1997年的国际象棋比赛中，俄罗斯特级大师加里·卡斯帕罗夫表现出了疲倦，这与他的对手——IBM的“深蓝”计算机截然不同。图片来源：Stan Honda/AFP via Getty

既然我们逐渐摸清了疲劳的底牌，那么人类是否有能力通过干预手段来“欺骗”或“治愈”疲劳的大脑？

对于普通人而言，最古老也最有效的“解药”依然是休息。但这不仅仅是简单的闭目养神，而是高质量的慢波睡眠。睡眠是大脑的天然“洗碗机”，它能清除白天积累的谷氨酸等代谢废物，并重置神经回路的能量状态。此外，适量的咖啡因可以暂时阻断腺苷受体，延缓疲劳信号的传递；而户外散步则能通过调节褪黑激素和昼夜节律来提神。

然而，对于病理性的严重疲劳，这些生活方式的调整往往杯水车薪。临床医学界正在探索更为激进的疗法。例如，利用低剂量纳曲酮来减轻潜在的神经炎症——这被认为是导致毒素异常积累的罪魁祸首之一；或者尝试使用调节多巴胺功能的药物来恢复患者的动力系统。另外，认知行为疗法（CBT）也被证明可以帮助患者重新构建对任务的认知，打破“预期疲劳导致回避，回避导致能力退化”的恶性循环。

科技也在介入这场对抗疲劳的战争。密歇根大学的研究人员正在开发基于人工智能的个性化模型，通过分析用户的昼夜节律和生理数据，预测认知疲劳的临界点，并在“崩溃”发生前发出预警。这种技术对于外科医生、飞行员等高风险职业尤为重要。

尽管挑战重重，甚至目前尚无“万能药”，但科学界对认知疲劳的认知正在经历一场从“心理学”向“生物学”的范式转移。承认疲劳是一种客观存在的生理现象，而非性格缺陷，本身就是巨大的进步。未来，随着我们对大脑代谢图谱的进一步解析，或许有一天，我们不仅能准确测量大脑的疲惫程度，还能像为汽车加油一样，精准地为大脑补充能量，让思维的火花不再因疲惫而熄灭。但在那一天到来之前，当你的大脑发出“累了”的信号时，请尊重它的警告——这或许正是它保护你不受伤害的最后一道防线。