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约翰·霍普金斯医学院的科学家利用核磁共振扫描和计算机建模技术,进一步确定了大脑努力应对疲劳的区域。
他们说,这项发现可以促进行为策略和其他策略的改变,从而提高健康人的身体素质,也可以阐明导致抑郁症、多发性脑硬化症、中风患者疲劳感的神经机制。
这项研究结果发表在8月12日的《自然通讯》上。
Patrick S. Hogan, Steven X. Chen, Wen Wen Teh, Vikram S. Chib. Neural mechanisms underlying the effects of physical fatigue on effort-based choice. Nature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-17855-5
约翰·霍普金斯大学医学院生物医学工程助理教授,肯尼迪·克里格研究所(Kennedy Krieger Institute)研究科学家Vikram Chib博士说:“我们都知道疲劳会造成一些生理反应,比如乳酸会在肌肉中积累。但我们对大脑中处理疲劳感的过程,以及我们的大脑是如何决定克服疲劳和的程度和努力程度,我们知之甚少。”
Chib说,了解大脑在疲劳—缓解过程中控制的脑区,可以帮助科学家找到精确改变这些选择的新疗法。
Chib说,“之前的观点认为,大脑通过疲劳获得能量,这种观点可能并不十分靠谱。如果大脑发送信号的效率更高,大脑可能就会更加受益。”
研究方法
在这项研究中,Chib首先开发了一种新的方法来客观量化人们“感觉到的”疲劳的程度,这是一项艰巨的任务,因为评分系统可能因人而异。医生经常要求病人对他们的疲劳程度进行1~7分的评分,但是这种评分主观程度较高,而且因人而异。
女性。
为了使疲劳指标标准化,Chib要求20名受试者对特定的体力劳动做出以风险为基础的决策。参与者的平均年龄为24岁,年龄从18岁到34岁不等。20人中有9人是研究人员首先对20名被试进行了训练,让他们学习评级系统,然后让他们抓住并挤压一个传感器。例如,0等于不用力,50单位力等于参与者最大力气的一半。参与者学会了将努力单位与挤压量联系起来,这有助于使个人的努力水平标准化。
受试者重复了17组的握力练习,每次进行10次,直到他们感到疲劳为止,然后让他们在两种风险选择中选择一种。一种是基于抛硬币的随机(“风险”)选择,这项选择不需要付出任何努力,也不需要预先确定需要付出多少努力。另一个选择是预先设定好的努力水平。