entre octobre et juin, ils sortent des auditoriums, des gymnases et des salles de classe, leurs yeux s’ajustant à la lumière du soleil tandis que leurs doigts tâtonnent pour réveiller les téléphones portables qui sont restés silencieux pendant quatre heures consécutives. Certains lèvent la main sur leur front, comme s’ils essayaient de se débarrasser d’un mal de tête. D’autres s’attardent devant le parking, ne sachant pas quoi faire ensuite. Ils sont absolument épuisés, mais pas à cause d’une activité physique intense., Au contraire, ces lycéens viennent de prendre le SAT. « Je dormais rapidement dès que je suis rentré à la maison », a déclaré Ikra Ahmad au Local, un blog du New York Times, lorsqu’elle a été interviewée pour un article sur » SAT hangover. »
l’épuisement mental temporaire est un phénomène authentique et courant, qui, il est important de noter, diffère de la fatigue mentale chronique associée à la privation régulière de sommeil et à certains troubles médicaux. La fatigue mentale quotidienne a du sens, intuitivement. La pensée complexe et la concentration intense nécessitent sûrement plus d’énergie que les processus mentaux routiniers., Tout comme l’exercice vigoureux fatigue notre corps, l’effort intellectuel devrait drainer le cerveau. Ce que la dernière science révèle, cependant, c’est que la notion populaire d’épuisement mental est trop simpliste. Le cerveau engloutit continuellement d’énormes quantités d’énergie pour un organe de sa taille, que nous nous attaquions au calcul intégral ou que nous cliquions dans le top 10 des LOLcats de la semaine. Bien que les neurones déclencheurs convoquent du sang, de l’oxygène et du glucose supplémentaires, toute augmentation locale de la consommation d’énergie est minuscule par rapport à l’apport de base glouton du cerveau., Ainsi, dans la plupart des cas, de courtes périodes d’effort mental supplémentaire nécessitent un peu plus de cervelle que d’habitude, mais pas beaucoup plus. La plupart des expériences de laboratoire, cependant, n’ont pas soumis les volontaires à plusieurs heures d’acrobaties mentales difficiles. Et quelque chose doit expliquer le sentiment d’épuisement mental, même si sa physiologie diffère de la fatigue physique. Le simple fait de croire que notre cerveau a dépensé beaucoup d’efforts pourrait suffire à nous rendre léthargiques.
Brainpower
bien que le cerveau humain adulte moyen pèse environ 1.,4 kilogrammes, seulement 2 pour cent du poids total du corps, il exige 20 pour cent de notre taux métabolique au repos (RMR)—la quantité totale d’énergie que notre corps dépense en une journée très paresseuse sans activité. Le RMR varie d’une personne à l’autre en fonction de l’âge, du sexe, de la taille et de la santé. Si nous supposons un taux métabolique moyen au repos de 1 300 calories, alors le cerveau consomme 260 de ces calories juste pour garder les choses en ordre. C’est 10,8 calories par heure ou 0,18 calories par minute. (Pour des raisons de comparaison, voir le tableau de Harvard des calories brûlées lors de différentes activités)., Avec un peu de calcul, nous pouvons convertir ce nombre en une mesure de puissance:
—taux métabolique au repos: 1300 kilocalories, ou kcal, le type utilisé en nutrition
-1 300 kcal sur 24 heures = 54,16 kcal par heure = 15,04 grammes de calories par seconde
-15,04 grammes de calories/sec = 62,93 joules/sec = environ 63 watts
-20 pour cent un cerveau humain adulte typique fonctionne sur environ 12 watts—un cinquième de la puissance requise par une ampoule standard de 60 watts. Comparé à la plupart des autres organes, le cerveau est gourmand; opposé à l’électronique artificielle, il est incroyablement efficace., Watson D’IBM, le superordinateur qui a vaincu Jeopardy! champions, dépend de quatre-vingt-dix serveurs IBM Power 750, dont chacun nécessite environ mille watts.
l’énergie se déplace vers le cerveau via les vaisseaux sanguins sous forme de glucose, qui est transporté à travers la barrière hémato-encéphalique et utilisé pour produire de l’adénosine triphosphate (ATP), la principale monnaie d’énergie chimique dans les cellules. Des expériences avec des animaux et des personnes ont confirmé que lorsque les neurones d’une région cérébrale particulière se déclenchent, les capillaires locaux se dilatent pour fournir plus de sang que d’habitude, ainsi que du glucose et de l’oxygène supplémentaires., Cette réponse cohérente rend les études de neuroimagerie possibles: l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) dépend des propriétés magnétiques uniques du sang circulant vers et depuis les neurones en feu. La recherche a également confirmé qu’une fois que les vaisseaux sanguins dilatés fournissent du glucose supplémentaire, les cellules du cerveau le recouvrent.
prolongeant la logique de ces résultats, certains scientifiques ont proposé ce qui suit: si les neurones de tir nécessitent du glucose supplémentaire, des tâches mentales particulièrement difficiles devraient diminuer les niveaux de glucose dans le sang et, de même, manger des aliments riches en sucres devrait améliorer les performances sur ces tâches., Bien que de nombreuses études aient confirmé ces prédictions, les preuves dans leur ensemble sont mitigées et la plupart des changements dans les niveaux de glucose vont du minuscule au petit. Dans une étude à L’Université de Northumbria, par exemple, les volontaires qui ont accompli une série de tâches verbales et numériques ont montré une baisse plus importante de la glycémie que les personnes qui ont simplement appuyé sur une touche à plusieurs reprises. Dans la même étude, une boisson sucrée a amélioré les performances sur l’une des tâches, mais pas les autres., À Liverpool, des volontaires de L’Université John Moores ont effectué deux versions de la tâche Stroop, dans lesquelles ils devaient identifier la couleur de l’encre dans laquelle un mot était imprimé, plutôt que de lire le mot lui—même: dans une version, les mots et les couleurs correspondaient-le bleu apparaissait à l’encre bleue; dans la version délicate, le mot Les volontaires qui ont effectué la tâche la plus difficile ont montré des baisses plus importantes de la glycémie, ce que les chercheurs ont interprété comme une cause directe d’un plus grand effort mental., Certaines études ont révélé que lorsque les gens ne sont pas très bons dans une tâche particulière, ils exercent plus d’effort mental et utilisent plus de glucose et que, de même, plus vous êtes qualifié, plus votre cerveau est efficace et moins vous avez besoin de glucose. Pour compliquer les choses, au moins une étude suggère le contraire—que des cerveaux plus habiles recrutent plus d’énergie.*
sucres pas si simples
Les résultats insatisfaisants et contradictoires des études sur le glucose soulignent que la consommation d’énergie dans le cerveau n’est pas une simple question d’effort mental plus important sapant plus d’énergie disponible du corps., Claude Messier, de l’Université d’Ottawa, a passé en revue bon nombre de ces études. Il n’est pas convaincu qu’une tâche cognitive modifie de manière mesurable les niveaux de glucose dans le cerveau ou le sang. « En théorie, oui, une tâche mentale plus difficile nécessite plus d’énergie car il y a plus d’activité neuronale », dit-il, « mais lorsque les gens font une tâche mentale, vous ne verrez pas une augmentation importante de la consommation de glucose comme un pourcentage significatif du taux global. Le niveau de base est beaucoup d’énergie-même dans le sommeil à ondes lentes avec très peu d’activité, il y a toujours une consommation de base élevée de glucose., »La plupart des organes ne nécessitent pas autant d’énergie pour le ménage de base. Mais le cerveau doit maintenir activement des concentrations appropriées de particules chargées à travers les membranes de milliards de neurones, même lorsque ces cellules ne se déclenchent pas. En raison de cet entretien coûteux et continu, le cerveau a généralement l’énergie dont il a besoin pour un peu de travail supplémentaire.
Les auteurs d’autres articles de revue sont parvenus à des conclusions similaires. Robert Kurzban de l’Université de Pennsylvanie souligne des études montrant que l’exercice modéré améliore la capacité des gens à se concentrer., Dans une étude, par exemple, les enfants qui ont marché pendant 20 minutes sur un tapis roulant ont obtenu de meilleurs résultats à un test de réussite scolaire que les enfants qui lisent tranquillement avant l’examen. Si l’effort mental et la capacité étaient une simple question de glucose disponible, alors les enfants qui faisaient de l’exercice—et brûlaient plus d’énergie—auraient dû moins bien performer que leurs pairs en repos.,
l’influence de la difficulté d’une tâche mentale sur la consommation d’énergie « semble être subtile et dépend probablement de la variation individuelle de l’effort requis, de l’engagement et des ressources disponibles, qui pourraient être liées à des variables telles que l’âge, la personnalité et la gluco-régulation », a écrit Leigh Gibson de L’Université de Roehampton dans
Gibson et Messier concluent tous deux que lorsque quelqu’un a du mal à réguler correctement le glucose—ou a jeûné pendant une longue période—Une boisson ou un aliment sucré peut améliorer ses performances ultérieures sur certains types de tâches de mémoire., Mais pour la plupart des gens, le corps fournit facilement le peu de glucose supplémentaire dont le cerveau a besoin pour un effort mental supplémentaire.
corps et esprit
Si les tâches cognitives difficiles ne consomment qu’un peu plus de carburant que d’habitude, qu’est-ce qui explique le sentiment d’épuisement mental après le SAT ou un marathon mental tout aussi épuisant?, Une réponse est que maintenir une concentration ininterrompue ou naviguer sur un territoire intellectuel exigeant pendant plusieurs heures brûle vraiment assez d’énergie pour laisser un sentiment épuisé, mais que les chercheurs ne l’ont pas confirmé parce qu’ils n’ont tout simplement pas été assez durs avec leurs volontaires. Dans la plupart des expériences, les participants effectuent une seule tâche de difficulté modérée, rarement pendant plus d’une heure ou deux. « Peut-être que si nous les poussons plus fort et incitons les gens à faire des choses dans lesquelles ils ne sont pas bons, nous obtiendrions des résultats plus clairs », suggère Messier.,
tout aussi important pour la durée de l’effort mental est son attitude à son égard. Regarder un biopic passionnant avec un récit complexe excite de nombreuses régions du cerveau différentes pendant deux bonnes heures, mais les gens ne sortent généralement pas du théâtre en se plaignant de fatigue mentale. Certaines personnes se recroquevillent régulièrement avec des romans densément écrits que d » autres pourraient jeter à travers la pièce de frustration. Compléter un puzzle de mots croisés ou de sudoku complexe un dimanche matin ne ruine généralement pas sa capacité à se concentrer pour le reste de la journée—en fait, certains prétendent que cela aiguise leur état mental., En bref, les gens apprécient régulièrement des activités intellectuellement revigorantes sans souffrir d’épuisement mental.
Une telle fatigue semble beaucoup plus susceptible de suivre un effort mental soutenu que nous ne cherchons pas pour le plaisir—comme le SAT obligatoire—surtout quand nous nous attendons à ce que l’épreuve va drainer notre cerveau. Si nous pensons qu’un examen ou un casse-tête sera difficile, il le sera souvent. Des études ont montré que quelque chose de similaire se produit lorsque les gens font de l’exercice et font du sport: une grande partie de l’épuisement physique est dans nos têtes., Dans des recherches connexes, Les volontaires qui ont pédalé sur un vélo d’appartement après un test informatisé d’attention soutenue de 90 minutes ont cessé de pédaler d’épuisement plus tôt que les participants qui ont regardé des documentaires émotionnellement neutres avant de faire de l’exercice. Même si le test d’attention ne consommait pas beaucoup plus d’énergie que de regarder des films, les volontaires ont déclaré se sentir moins énergiques. Ce sentiment était assez puissant pour limiter leurs performances physiques.
dans le cas spécifique de la SAT, quelque chose au-delà de l’effort mental pur contribue probablement à la stupeur post-examen: le stress., Après tout, le cerveau ne fonctionne pas dans un vide. D’autres organes brûlent aussi de l’énergie. Passer un examen qui détermine en partie où l’on passera les quatre prochaines années est suffisamment éprouvant pour envoyer des hormones de stress nager dans le sang, induire la transpiration, accélérer la fréquence cardiaque et encourager les postures corporelles agitées et contorsionnées. Les épreuves SAT et similaires ne sont pas seulement éprouvantes mentalement-elles sont aussi épuisantes physiquement.,
Une étude petite mais révélatrice suggère que même les défis intellectuels légèrement stressants modifient nos états et comportements émotionnels, même s’ils ne modifient pas profondément le métabolisme cérébral. Quatorze étudiantes canadiennes se sont assises, ont résumé un passage de texte ou ont passé une série de tests informatisés d’attention et de mémoire pendant 45 minutes avant de se régaler d’un déjeuner buffet. Les étudiants qui ont exercé leur cerveau se sont aidés à environ 200 calories de plus que les étudiants qui se sont détendus., Leur taux de glucose dans le sang a également fluctué plus que ceux des étudiants qui venaient de s’asseoir là, mais pas de manière cohérente. Les niveaux de cortisol, hormone du stress, étaient cependant significativement plus élevés chez les élèves dont le cerveau était occupé, tout comme leur fréquence cardiaque, leur pression artérielle et leur anxiété autodéclarée. Selon toute vraisemblance, ces étudiants ne mangeaient pas plus parce que leur cerveau hagard avait désespérément besoin de plus de carburant; ils mangeaient plutôt du stress.
Messier a une explication liée à la fatigue mentale quotidienne: » mon hypothèse générale est que le cerveau est un clochard paresseux », dit-il., « Le cerveau a du mal à rester concentré sur une seule chose trop longtemps. Il est possible que la concentration soutenue crée des changements dans le cerveau qui favorisent l’évitement de cet état. Cela pourrait être comme une minuterie qui dit: « D’accord, vous avez terminé maintenant. »Peut-être que le cerveau n’aime pas travailler si dur pendant si longtemps. »
*note de la rédaction: les deux dernières phrases du septième paragraphe ont été modifiées après la publication pour plus de clarté et d’exactitude
