关键要点:
在对健康志愿者进行功能性核磁共振成像的实验中，科学家们发现，当大脑“感觉”疲劳并放弃或继续进行脑力劳动时，大脑中两个区域的活动增加，这两个区域共同对大脑做出反应，并可能进行调节。
科学家们表示，这些实验旨在帮助检测大脑疲劳的各个方面，可能为医生提供一种更好地评估和治疗经历巨大精神疲惫的人的方法，包括抑郁症和创伤后应激障碍(PTSD)患者。
一份由国家卫生研究院资助的研究报告于6月11日在线发表在神经科学杂志，详细介绍了18名女性和10名男性健康成年志愿者接受锻炼记忆力任务的结果。
约翰·霍普金斯大学医学院生物医学工程副教授、肯尼迪·克里格研究所研究科学家维克拉姆·奇布博士说:“我们的实验室专注于(我们的思维)如何为努力创造价值。“我们对包括记忆和回忆在内的认知任务的生物学理解不如对物理任务的理解，尽管两者都需要大量的努力。”奇布说，有趣的是，科学家知道认知任务很累，但相对较少了解这种疲劳为什么以及如何在大脑中发展和发挥。
28名年龄在21岁至29岁之间的研究参与者获得了50美元的报酬，并被告知他们可以根据自己的表现和选择获得额外的报酬。所有参与者在实验开始前都接受了基线核磁共振扫描。
对他们工作记忆的测试是在随后对他们的大脑进行核磁共振扫描时进行的，包括依次看屏幕上的一系列字母，并回忆某些字母的位置。在一系列字母中，一个字母越靠后，就越难回忆起它的位置，增加了认知努力。参与者在每次测试后都会得到关于他们表现的反馈，并有机会通过更困难的回忆练习获得更多的报酬(1-8美元)。参与者还被要求在每次测试前后对他们的认知疲劳程度进行自我评估。
总体而言，测试结果发现，当参与者报告认知疲劳时，大脑两个区域的活动和连接性都有所增加:右侧脑岛，大脑深处与疲劳感觉有关的区域，以及大脑两侧控制工作记忆的背侧前额叶皮层。对于每个参与者来说，在认知疲劳期间，大脑两个部位的活动增加了测试开始前基线测量水平的两倍以上。
“我们的研究旨在诱导认知疲劳，并观察人们在感到疲劳时如何改变努力的选择，以及确定大脑中做出这些决定的位置，”Chib说。
值得注意的是，Chib和他的研究小组成员Grace Steward和Vivian Looi发现，为了让参与者发挥更大的认知努力，财务激励需要很高，这表明外部激励会促进这种努力。
“这一结果并不完全令人惊讶，因为我们之前的工作发现，在激励身体努力方面同样需要激励，”Chib说。
“大脑的这两个区域可能在一起工作，决定避免更多的认知努力，除非有更多的激励措施。然而，在认知疲劳的感知和人类大脑的实际能力之间可能存在差异，”Chib说。
Chib说，疲劳与许多神经疾病有关，包括PTSD和抑郁症。“既然我们可能已经确定了健康人认知努力的一些神经回路，我们需要看看疲劳如何在患有这些疾病的人的大脑中表现出来，”他补充道。
Chib说，可能有可能使用药物或认知行为疗法来对抗认知疲劳，目前使用决策任务和功能性MRI的研究可以成为客观分类认知疲劳的框架。
功能磁共振成像利用血流来测量大脑中广泛的活动区域；然而，它并不直接测量神经元激活，也不测量大脑活动中更微妙的细微差别。
“这项研究是在核磁共振扫描仪中进行的，并带有非常特殊的认知任务。奇布说:“看看这些结果如何推广到其他认知努力和现实世界的任务，这将是很重要的。
该项研究的资金由美国国立卫生研究院提供(R01HD097619，R01MH119086)。
