頭を使った作業をすると強い疲労を感じるのはなぜ？

激しいスポーツや肉体労働の後に「疲れた」と感じるのは、体を動かしてエネルギーが消費されたからであり、それは当然のように思えます。

では何時間も試験勉強したり、1日中パソコンの前で働いたりしたとき、身体を動かしたときと同様に強い疲労を感じるのはなぜでしょうか？

頭を使うと疲労を感じることは、私たちも経験上理解していますが、その科学的な理由についてはあまり明確ではありません。

この疑問に関してフランスのピティエ・サルペトリエール病院（Pitié-Salpêtrière Hospital）に所属するマティアス・ペシグリオーネ氏ら研究チームは、頭を使った後に生じる精神的疲労の正体が、神経伝達物質「グルタミン酸」の過剰な蓄積にあると報告しました。

よく考えることでグルタミン酸が脳に蓄積され、これが私たちに休息するよう促すサインになっていたようです。

研究の詳細は、2022年8月11日付の科学誌『Current Biology』に掲載されました。

「頭を使うと精神的に疲れる」のはグルタミン酸の蓄積が原因だった
グルタミン酸の過剰な蓄積を解消するには休息が大切

「頭を使うと精神的に疲れる」のはグルタミン酸の蓄積が原因だった

頭を使うことで生じる精神的な疲労の正体については、これまでさまざまな意見がありました。

有力な説の1つには、「精神的な疲労とは、より満足できる活動を行わせるために脳がつくり出した一種の錯覚である」というものがあります。

つまり精神的な疲労があっても機能自体には大きな影響はない、という考え方です。

しかしペシグリオーネ氏らの研究によって、この説は間違っていると判明しました。

脳には、「疲労に伴う物質」がしっかりと蓄積されており、脳の認知機能に悪影響を及ぼしていることが分かったのです。

デスクワークの後に疲れを感じるのは、「ある物質」が脳に蓄積されるから / Credit:Canva

この結果は、ペシグリオーネ氏らの次の実験によって明らかになりました。

実験には、40人のボランティアが参加。

そのうち24人（第1グループ）には脳を酷使する難しいタスクを、残りの16人（第2グループ）には前者よりもかなり簡単なタスクを行うよう指示しました。

そして両チームともタスクを6時間（10分休憩を2回含む）続け、研究チームはその間、参加者の脳内の変化を「磁気共鳴分光法（MRS）：脳内代謝物の濃度を測定する方法」で調べました。

その結果、タスクを終えた第1グループの脳の前頭前皮質では、神経伝達物質「グルタミン酸」の濃度が高く、同時に疲労の指標となるさまざまな物質も検出されました。

一方、タスクを終えた第2グループでは、脳内のグルタミン酸濃度が低く、精神的な疲労も見られませんでした。

このことから、前頭前皮質のグルタミン酸濃度は、ハードな認知作業によって高まり、これが精神的疲労を生み出していると分かります。

グルタミン酸の過剰な蓄積を解消するには休息が大切

グルタミン酸の蓄積は精神的疲労をつくり出しますが、それ自体の存在が問題なのではありません。

そもそもグルタミン酸は脳にとって重要な神経伝達物質であり、気分・記憶・学習能力をコントロールし、脳の機能を最適化する役割を担っています。

また中枢神経系で興奮性の神経伝達物質としても働き、神経細胞を刺激し、情報を受け取りやすくする働きもあります。

そのため疲労を引き起こすのはグルタミン酸の存在ではなく、グルタミン酸の過剰な蓄積です。

グルタミン酸が過剰に蓄積されると、判断能力が低下する。疲れている時は重大な決定をしてはいけない / Credit:Canva

ハードな認知作業によってグルタミン酸が過剰に蓄積されると、脳信号の微妙なバランスが崩れ、情報伝達が損なわれます。

重篤な場合には、毒性を引き起こすこともあるといいます。

そのため精神的な疲れを感じているときというのは、判断能力が大きく損なわれた状態でもあり、脳はより負担の少ない意思決定を重視する可能性があります。

つまり研究チームが指摘しているように、「精神的に疲れている時には重要な決定を下してはいけない」のです。

休息によってグルタミン酸の蓄積がリセットされる / Credit:Canva

では、過剰蓄積したグルタミン酸をリセットするにはどうすればよいのでしょうか？

研究チームは、グルタミン酸の濃度が、睡眠や何らかのリラックスした活動の後に、正常値に戻ることも教えてくれています。

「疲れには休息と睡眠が必要」という考えは、身体的疲労と精神的疲労の両方に通じるものだったのです。

勉強やデスクワークで脳を働かせたなら、その後に不適切な判断をしないためにも、十分な休息を取りましょう。

今後、研究チームは、「ハードな認知作業によってグルタミン酸が過剰蓄積される理由」についても調査していく予定です。

全ての画像を見る

参考文献

Here is why you feel tired after thinking hard
https://www.zmescience.com/science/news-science/here-is-why-you-feel-tired-after-thinking-hard/

Why thinking hard makes you tired
https://medicalxpress.com/news/2022-08-hard.html

Mental Fatigue May Involve a Potentially Toxic Chemical Buildup in the Brain
https://www.technologynetworks.com/tn/news/mental-fatigue-may-involve-a-toxic-buildup-of-chemicals-in-the-brain-364648

元論文

A neuro-metabolic account of why daylong cognitive work alters the control of economic decisions
https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(22)01111-3

ライター

大倉康弘: 得意なジャンルはテクノロジー系。機械構造・生物構造・社会構造など構造を把握するのが好き。科学的で不思議なおもちゃにも目がない。趣味は読書で、読み始めたら朝になってるタイプ。