Regiunile creierului care controleaza oboseala

Oamenii de știință de la Johns Hopkins Medicine care utilizează scanări RMN și modelare pe computer spun că au identificat în continuare zonele creierului uman care reglează eforturile de a face față oboselii.

Descoperirile, spun ei, ar putea avansa în dezvoltarea strategiilor comportamentale și a altor strategii care cresc performanța fizică la persoanele sănătoase și, de asemenea, să lumineze mecanismele neuronale care contribuie la oboseală la persoanele cu depresie, scleroză multiplă și accident vascular cerebral.

Rezultatele cercetării au fost publicate online pe 12 august în Nature Communications .

„Cunoaștem procesele fiziologice implicate în oboseală, cum ar fi acumularea de acid lactic în mușchi, dar știm mult mai puține despre modul în care sentimentele de oboseală sunt procesate în creier și despre modul în care creierul nostru decide cât și ce fel de efort să depună. depășește oboseala”, spune Vikram Chib, Ph.D., profesor asistent de inginerie biomedicală la Școala de Medicină a Universității Johns Hopkins și cercetător de știință la Institutul Kennedy Krieger.

Cunoașterea regiunilor creierului care controlează alegerile privind eforturile de moderare a oboselii poate ajuta oamenii de știință să găsească terapii care modifică exact acele alegeri, spune Chib. „S-ar putea să nu fie ideal ca creierul tău să se alimenteze pur și simplu prin oboseală”, spune Chib. „Ar putea fi mai benefic pentru creier să fie mai eficient cu privire la semnalele pe care le trimite”.

Pentru studiu, Chib a dezvoltat mai întâi o modalitate nouă de a cuantifica în mod obiectiv modul în care oamenii „simt” oboseala, o sarcină dificilă, deoarece sistemele de evaluare pot varia de la o persoană la alta. Medicii le cer adesea pacienților să-și evalueze oboseala pe o scară de la 1 la 7, dar ca și scalele de durere, astfel de evaluări sunt subiective și variate.

Pentru a standardiza metrica pentru oboseală, Chib a cerut 20 de participanți la studiu să ia decizii bazate pe riscuri cu privire la exercitarea unui efort fizic specific. Vârsta medie a participanților a fost de 24 de ani și a variat între 18 și 34 de ani. Nouă dintre cei 20 au fost femei.

Cei 20 de participanți au fost rugați să apuce și să strângă un senzor după ce i-au antrenat să recunoască o scară de efort. De exemplu, zero a fost egal cu niciun efort și 50 de unități de efort au fost egale cu jumătate din forța maximă a participantului. Participanții au învățat să asocieze unitățile de efort cu cât de mult să stoarce, ceea ce a ajutat la standardizarea nivelului de efort în rândul indivizilor.

Participanții au repetat exercițiile de prindere pentru 17 blocuri pentru 10 încercări fiecare, până când au fost obosiți, apoi li s-a oferit una dintre cele două opțiuni pentru a face fiecare efort. Una a fost o alegere aleatorie („riscătoare”) bazată pe aruncarea unei monede, oferind șansa de a nu depune efort sau un nivel de efort predeterminat. Cealaltă alegere a fost un nivel de efort predeterminat. Prin introducerea incertitudinii, cercetătorii au descoperit modul în care fiecare subiect și-a apreciat efortul – o modalitate, de fapt, de a arunca lumină asupra modului în care creierul și mintea lor decideau cât de mult efort să facă.

Pe baza faptului că participantul a ales o opțiune riscantă față de cea predeterminată, cercetătorii au folosit programe computerizate pentru a măsura modul în care participanții au simțit perspectiva de a depune anumite cantități de efort în timp ce erau obosiți.

„N-a fost surprinzător, am descoperit că oamenii tind să fie mai neplăcuți față de riscuri – să evite – efortul”, spune Chib. Majoritatea participanților (19 din 20) au optat pentru alegerea fără riscuri a unui nivel de efort predeterminat. Aceasta înseamnă că, atunci când sunt obosiți, participanții au fost mai puțin dispuși să-și asume șansa de a fi nevoiți să depună eforturi mari.

„Suma predeterminată a trebuit să devină destul de mare în efortul relativ pentru ca participanții să aleagă opțiunea de aruncare a monedelor”, spune Chib.

Într-un grup separat de 10 oameni instruiți pe sistemul de prindere, dar care nu au fost supuși numeroaselor încercări obosi

toare, nu a existat nicio tendință semnificativă de a alege nici aruncarea riscantă a monedelor, nici efortul definit.

Echipa de cercetare a lui Chib a evaluat, de asemenea, activitatea creierului participanților în timpul exercițiilor de prindere folosind scanări prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI), care urmăresc fluxul de sânge prin creier și arată care neuroni se declanșează cel mai des.

Echipa lui Chib a confirmat descoperirile anterioare că activitatea creierului atunci când participanții au ales între cele două opțiuni părea să crească la toți participanții într-o zonă a creierului cunoscută sub numele de insula.

De asemenea, folosind scanări fMRI, au privit mai atent cortexul motor al creierului atunci când participanții erau obosiți. Această regiune a creierului este responsabilă pentru exercitarea efortului în sine.

Cercetătorii au descoperit că cortexul motor a fost dezactivat în momentul în care participanții „au decis” între cele două opțiuni de efort. Această constatare este consecventă, spune Chib, cu studiile anterioare care arată că atunci când oamenii efectuează eforturi obositoare repetate, activitatea cortexului motor este scăzută, asociată cu mai puține semnale trimise către mușchi.

Participanții a căror activitate a cortexului motor s-a schimbat cel mai puțin, ca răspuns la efortul obositor, au fost cei care au avut cel mai mult dezacord asupra riscului în alegerile lor de efort și au fost cei mai obosiți. Acest lucru sugerează că oboseala ar putea apărea dintr-o calibrare greșită între ceea ce un individ crede că este capabil să realizeze și activitatea reală în cortexul motor.

În esență, corpul se acordă cu cortexul motor atunci când este obosit, pentru că dacă creierul ar continua să trimită mai multe semnale mușchilor pentru a acționa, constrângerile fiziologice ar începe să preia, de exemplu, creșterea acidului lactic, contribuind la și mai multă oboseală.

Aceste descoperiri, spune Chib, pot avansa în căutarea unor terapii – fizice sau chimice – care vizează această cale la oamenii sănătoși pentru a crește performanța și la persoanele cu afecțiuni care sunt asociate cu oboseala.