Как мозг справляется с перегрузками, пояснили ученые

Сотрудникам Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (БФУ) в ходе нового исследования удалось выяснить любопытную особенность работы мозга. Оказалось, что длительная и напряженная ментальная деятельность приводит к снижению функциональных связей между лобной и теменной долями мозга, а в итоге и к ухудшению качества обработки информации. Но есть и компенсаторные механизмы…

Активная умственная деятельность требует напряжения сил, высокой концентрации. Отсюда усталость и снижение работоспособности головного мозга. Но последние исследования показывают, что в организме работают и компенсаторные механизмы, то есть, способы преодолеть перегрузки. Вот только конкретные механизмы их действия до сих пор были слабо известны.

Специалисты БФУ изучили, как меняются продуктивность головного мозга и четкость восприятия информации при длительной когнитивной нагрузке. К эксперименту привлекли 14 человек в возрасте от 18 до 22 лет, в течение 70 минут проходившие тест Стернберга — набор задач для оценки рабочей памяти.

Испытуемые должны были за 1,5–2,5 секунды запомнить набор из двух—семи букв. Потом им показывали букву, а они отвечали, была ли она в исходном наборе. Задания были разбиты на два блока. Простые, где предлагалось запомнить последовательности из двух-трех букв, и сложные, состоявшие из шести-семи букв.

Для регистрации гемодинамической активности мозга применялась функциональная ближняя инфракрасная спектроскопия (fNIRS) и метод отслеживания движений глаз (eye-tracking) — для фиксации зрительного восприятия. До и после эксперимента испытуемые прошли несколько тестов на уровень усталости (по опросникам).

По итогу, у всех участников эксперимента после выполнения задач общий уровень усталости существенно вырос. При этом число совершаемых ошибок оставалось на одном уровне. Усталость приводила к росту времени выполнения заданий низкой сложности, зато со сложными заданиями испытуемые на протяжении всего исследования справлялись с одинаковой скоростью. Значит, резюмируют ученые, во втором случае напряжение достигло пика, и в мозге запустились компенсаторные механизмы борьбы с переутомлением.

Исследование fNIRS показало: по мере нарастания усталости у участников тестирования ослаблялись функциональные связи между лобной и теменной долями коры. Но далее, как оказалось, включались компенсаторные механизмы, позволяющие мозгу сохранить работоспособность через изменение конфигурации лобно-теменной сети.

Именно поэтому нередко дорожные аварии случаются на простых участках пути. Там внимание водителей рассеивается, а на сложных участках они мобилизуются, подключая резервы мозга и всего организма…

Результатами исследования авторы работы поделились в журнале IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems.