大脑工作6小时会堆积毒素？Cell子刊揭示：适度“摸鱼”有助于保护大脑
大脑工作6小时会堆积毒素？Cell子刊揭示：适度“摸鱼”有助于保护大脑
导读：大脑工作6小时会堆积毒素？最新科学研究揭示，长时间高强度的认知工作会导致大脑中谷氨酸的积累，这种积累增加了认知控制的成本，使得个体在决策时更倾向于选择低努力、短期奖励的选项。
有时候，在长时间从事一项需要大脑高效运转的工作后，认知就存在一定的阻碍。针对这一现象，2022年8月11日来自巴黎Pitié-Salpêtrière医院、巴黎大脑研究所的Mathias Pessiglione研究团队进行了分析，在Current Biology上发表题为A neuro-metabolic account of why daylong cognitive work alters the control of economic decisions的研究论文，发现认知疲劳在悄悄影响大脑的决策，其中谷氨酸的调节可能是导致认知控制难度增加的关键因素。
1、高时长工作致谷氨酸在脑中积累，更易做出冲动决策
在这项研究中，研究者通过让参与者进行6.25小时的高强度或低强度认知控制任务，并在任务间隙穿插进行经济决策选择，并使用用了磁共振波谱（MRS）技术，对比高需求和低需求认知任务组的参与者在一天工作前后的大脑代谢物变化，特别是前额叶皮层的谷氨酸浓度和扩散情况，结合经济决策任务中的选择偏好和瞳孔扩张等行为指标，来研究长时间认知工作对经济决策控制的影响及其神经代谢机制。
谷氨酸是大脑中主要的兴奋性神经递质，正常情况下参与神经信号传递。然而，当其在细胞外积累过多时，会干扰突触传递的平衡，导致神经元过度兴奋，甚至可能引发神经毒性。这种过度兴奋不仅会扰乱神经网络的正常功能，还可能在极端情况下导致神经元损伤或死亡，因此高浓度的谷氨酸被视为潜在“毒素”。
据结果表明长时间高强度的认知工作会导致前额叶皮层中谷氨酸的积累，这种积累增加了认知控制的成本，使得个体在决策时更倾向于选择低努力、短期奖励的选项。这也解释了为什么人们在长时间认知工作后更容易表现出冲动性决策行为。
既然谷氨酸的累积会导致冲动决策变多，那么我们日常生活里出现的强迫症与此是否相关呢？来自剑桥大学的研究团队对此给出了答案。
2、皮质谷氨酸和强迫症患者的强迫行为有关
2023年6月27日，剑桥大学的 Trevor W. Robbins 团队在Nature Communications上发表题为Cortical glutamate and GABA are related to compulsive behaviour in individuals with obsessive compulsive disorder and healthy controls 的文章，揭示了高水平的谷氨酸同强迫行为的严重程度以及习惯性控制的增强密切相关。
研究采用7.0T质子磁共振波谱（1H-MRS）技术，检测了健康志愿者和强迫症患者的前扣带回皮层（ACC）和辅助运动区（SMA）的谷氨酸（Glu）和γ-氨基丁酸（GABA）水平，探讨了这些神经递质的平衡与强迫行为的神经机制之间的关系。
结果表明强迫症患者在SMA和ACC的Glu和GABA水平失衡，表现为Glu水平升高和GABA水平降低，这种失衡与强迫行为的严重程度以及习惯性控制的增强密切相关。具体而言，SMA中的Glu水平与强迫症状相关，而Glu与GABA的比值在SMA和OCD患者的ACC中与习惯性行为的倾向相关。
而谷氨酸这一“捣蛋鬼”使坏的地方还不仅仅在认知方面，来自上海交大的研究团队给出了他们的见解。
3、谷氨酸作用于酸敏感离子通道，加重缺血性脑损伤
2024年7月10日，来自上海交通大学医学院附属第六人民医院的殷善开、时海波团队在 Nature（IF 50.5）上发表了题为 Glutamate acts on acid-sensing ion channels to worsen ischaemic brain injury 的研究论文，揭示了谷氨酸通过直接作用于酸感应离子通道 ASIC1a 的特异性结合位点，增强其活性并加剧缺血性脑损伤，而靶向这一结合位点的小分子化合物 LK-2 能够有效减轻脑损伤。
研究通过电生理记录、分子对接、基因敲除小鼠模型、药物筛选和行为学测试等方法，揭示了谷氨酸不仅激活NMDA受体，还会作为ASICs的正向别构调节剂，增强其对质子的亲和力和开放概率，从而加重缺血性神经毒性。通过计算药物筛选，研究团队发现小分子化合物LK-2能够特异性地阻断ASICs上的谷氨酸结合位点，而不影响NMDA受体，从而在体外和体内模型中显著减少缺血性损伤，并改善神经功能恢复，为开发新型缺血性脑卒中治疗药物提供了重要靶点和潜在的治疗策略。
总之，谷氨酸在大脑中所扮演的角色越来越多，特别是在高强度用脑时，谷氨酸会不断累积，就会让我们感觉大脑宕机了。这个时候不妨让大脑放个假，做一些轻松又不需要费脑子的事情，帮大脑清理一下“谷氨酸垃圾”，让思维重新变得清晰，运转得更顺畅。
注意！这样“摸鱼”是无效的
在工作或学习中，偶尔看看窗外、伸伸懒腰、听听音乐等，这些都可以帮助大脑放松和恢复精力。然而，如果“摸鱼”时间过长或者过于频繁，则会适得其反。例如，如果总是在工作或学习中玩手机、刷社交媒体、看视频等，不仅起不到放松大脑的效果，反而浪费时间，加剧大脑疲劳和注意力不集中。
爱护脑健康
正确“摸鱼”四步走
保证充足的睡眠
成年人每天应保证7小时左右的睡眠时间，以确保大脑得到充分的休息。此外，保持良好的作息习惯，避免熬夜和过度劳累，也是保护大脑的关键。
利用碎片时间
在日常生活中，我们可以利用碎片时间进行短暂的休息。例如，每隔一小时站起来活动一下，或者闭目养神5分钟，都有助于缓解大脑疲劳。
增加户外活动
适当增加户外活动，如散步、跑步、骑自行车等，有助于大脑的放松和恢复。
培养兴趣爱好
拥有兴趣爱好可以让大脑在工作和学习之余得到放松。例如，学习绘画、摄影、烹饪等技能，不仅可以丰富生活，还能帮助大脑保持活力。
资料来源：中华网、丁香学术、长江健康融媒、光明网