Psychologie : Les scientifiques disent que trop de glutamate est la raison pour laquelle réfléchir intensément vous fatigue | Sciences et technologie

Un tournoi d’échecs pour enfants.Hans Neleman (Getty Images)

Le 10 septembre 1984, l’un des championnats du monde d’échecs les plus excitants de l’histoire a commencé. Dans la compétition s’affrontaient le challenger de 21 ans, Garry Kasparov, et Anatoli Karpov, de 12 ans son aîné et champion du monde depuis dix ans. Après quatre victoires pour Karpov et cinq nuls, Kasparov a rebondi et forcé 17 nuls de suite. Karpov a remporté un autre match et n’en avait besoin que d’un de plus pour remporter le championnat, mais Kasparov a forcé quatre autres nuls et a finalement battu Karpov dans le match 32 pour sa première victoire. Après une nouvelle série de matchs nuls, le challenger remporte les parties 47 et 48. Cinq mois plus tard, alors que le score reste bloqué à 5-3, le président de la Fédération internationale des échecs, Florencio Campomanes, termine le tournoi sans vainqueur. C’était une décision controversée que Campomanes a justifiée en soulignant la fatigue mentale et la détérioration physique des joueurs. Cela a marqué le début d’une rivalité de 20 ans entre les deux joueurs qui est allée au-delà du jeu d’échecs. Mais la question demeure : pourquoi penser intensément vous fatigue-t-il ?

Une équipe de chercheurs français pense avoir la réponse : les tâches qui demandent un effort mental élevé produisent des quantités supplémentaires de molécules qui sont essentielles au bon fonctionnement du cerveau, mais qui peuvent être neurotoxiques à fortes concentrations. Notre cerveau nous aide à éviter cela en créant un sentiment d’épuisement qui nous fait arrêter ce que nous faisons. Cette hypothèse intrigante n’a pas encore été confirmée par d’autres neuroscientifiques et chercheurs.

Pour étudier pourquoi l’exercice mental peut être aussi fatigant que l’exercice physique, les scientifiques français ont demandé à 50 personnes d’effectuer une série de tâches pendant 6,5 heures (la journée de travail moyenne en France). Un groupe a été invité à effectuer des tâches plus complexes que l’autre, tandis que les chercheurs ont étudié leur cerveau.

Un système de suivi des mouvements oculaires a été utilisé pour enregistrer la dilatation de la pupille. D’autres études ont montré que les yeux cessent de bouger et que les pupilles se dilatent lorsque le cerveau effectue un calcul ou est dans la phase finale de la prise de décision. De plus, ils ont utilisé une technique d’imagerie cérébrale (spectroscopie par résonance magnétique) pour mesurer l’activité dans le cortex préfrontal, où se déroulent les fonctions cérébrales exécutives, et pour identifier les résidus produits par cette activité. Ils ont également développé des tests de performance et des questionnaires pour mesurer subjectivement le niveau d’épuisement professionnel.

« Le glutamate est le principal neurotransmetteur excitateur du cerveau ; on le trouve dans de nombreuses parties du cerveau et il est nécessaire au fonctionnement normal du cerveau. Nous avons constaté qu’il augmente lors de l’exécution de tâches mentales exigeantes.

Antonius Wiehler, ICM Paris Brain Institute (France)

Récemment publiée dans Current Biology, l’étude a révélé des différences claires entre les deux groupes (tâches de contrôle cognitif à forte demande et tâches à faible demande). Ils n’ont observé des signes de fatigue, y compris une moindre dilatation des pupilles, que dans le groupe à forte demande. Au fil du temps, le groupe à forte demande a commencé à demander des récompenses plus immédiates pour l’achèvement des tâches. Mais la preuve la plus convaincante était ce qu’ils ont vu se produire dans le cerveau des sujets. Ceux du groupe à forte demande avaient des niveaux plus élevés d’une molécule – le glutamate – dans les synapses (la connexion électrochimique entre les terminaisons nerveuses) du cortex préfrontal latéral, la région cérébrale responsable du contrôle cognitif.

Antonius Wiehler, chercheur à l’ICM Paris Brain Institute et co-auteur de l’étude, a déclaré à EL PAÍS, “Le glutamate est le principal excitateur [synapse activation] neurotransmetteur dans le cerveau; on le trouve dans de nombreuses parties du cerveau et il est nécessaire au fonctionnement normal du cerveau. Nous avons constaté qu’il augmente lors de l’exécution de tâches mentales exigeantes. Les molécules de glutamate, à ne pas confondre avec le glutamate monosodique (un additif alimentaire), sont libérées dans la fente synaptique (le court espace entre la fin d’un neurone et le début d’un autre), où l’échange d’informations a lieu. Ensuite, dit Wiehler, “… l’activité cérébrale dans cette région est régulée à la baisse pour éviter une nouvelle accumulation de glutamate.” C’est le moment où le cerveau dit qu’il est fatigué.

Les résultats de l’étude suggèrent que les changements physiques et la concentration accrue de glutamate observés rendent toute activation supplémentaire du cortex préfrontal plus coûteuse, de sorte que le contrôle cognitif est plus difficile après une dure journée de travail mental.

Les conclusions tirées par ces scientifiques français diffèrent des théories prédominantes sur la fatigue mentale, en particulier les théories de l’épuisement. Utilisant l’analogie de la consommation d’énergie pendant l’exercice physique, ils soutiennent que le contrôle cognitif (quoi, comment, quand faire ou ne pas faire quelque chose) nécessite une dépense d’énergie et que la fatigue mentale s’installe lorsque les ressources énergétiques sont épuisées. Mais leur étude n’identifie pas les ressources énergétiques spécifiques épuisées par le contrôle cognitif, bien que la glycémie ait été suggérée. Les questions abondent – ​​pourquoi jouer aux échecs est-il fatigant et voir ou entendre, qui nécessitent également un travail conscient du cerveau, non ?

“Nos résultats montrent que le travail cognitif entraîne l’accumulation de substances nocives.”

Mathias Pessiglione, CHU Pitié-Salpêtrière à Paris (France)

Certains psychologues et neuroscientifiques pensent que la fatigue mentale est une illusion produite par le cerveau qui fonctionne comme un système d’alerte, tout comme la sensation de brûlure de la peau est une illusion avertissant du danger d’incendie. Mathias Pessiglione, neuroscientifique à l’hôpital universitaire de la Pitié-Salpêtrière à Paris (France) et co-auteur de l’étude, n’est pas d’accord et déclare : « Certaines théories influentes ont proposé que la fatigue soit une sorte d’illusion créée par le cerveau pour nous faire arrêter ce que nous font et passer à une activité plus gratifiante… mais nos résultats montrent que le travail cognitif entraîne une véritable altération fonctionnelle – l’accumulation de substances nocives. La fatigue est en effet un signal qui nous fait arrêter de travailler, mais elle a un objectif différent : préserver l’intégrité des fonctions cérébrales.

Tomás Segura est le chef du service de neurologie de l’hôpital universitaire d’Albacete (est de l’Espagne) et a étudié des patients souffrant de conditions post-Covid comme le brouillard mental et la fatigue. “En général, la fatigue en tant que terme médical fait référence à la sensation d’essoufflement associée à l’exercice ou à l’insuffisance cardiaque”, a déclaré Segura. “C’est pourquoi de nombreux patients sont diagnostiqués comme souffrant de fatigue non respiratoire et non cardiaque. En ce sens, nous pouvons l’appeler fatigue neurologique, cognitive ou mentale. Une fatigue mentale similaire à celle causée par des tâches cognitives intensives a été observée chez un certain nombre de patients souffrant de conditions post-Covid.

« Disons que vous devez sortir pour acheter du pain et que le simple fait de penser à bouger votre corps pour le faire vous fatigue. L’essoufflement ne provoque pas ce sentiment », explique Segura. “Cela a beaucoup à voir avec les régions du cerveau où les actions sont planifiées et avec la nécessité pour la transmission glutamatergique de bien fonctionner pour que l’action se produise. Lorsque le glutamate, l’une des causes de lésions cérébrales chez les victimes d’AVC, est insuffisant, il peut entraîner certaines maladies neurodégénératives et peut également produire ce que l’on appelle la fatigue neurologique.

Javier De Felipe, qui dirige le Laboratoire des circuits corticaux de Cajal à l’Université polytechnique de Madrid (Espagne), trouve l’étude française très intéressante et opportune, mais estime que ses conclusions sont allées trop loin. “Pourquoi penser dur cause de la fatigue est une excellente question, mais leur conclusion n’est qu’une hypothèse”, a déclaré De Felipe. Il pense que l’étude n’a pas réussi à démontrer la relation causale entre la concentration de glutamate et la fatigue mentale. « Le contrôle cognitif est centré sur le cortex préfrontal, mais cette zone est hyperconnectée avec d’autres régions du cerveau. Pourquoi le glutamate s’accumule-t-il dans certaines zones et pas dans d’autres ? il demande.

Leontxo García est le spécialiste des échecs d’EL PAÍS depuis 1985, l’année où s’est terminée la plus longue série de matchs d’échecs de l’histoire, et était présent pour le deuxième tour de ce championnat épique. García se souvient que lors du championnat de 1984, “Karpov a tout de suite remporté cinq matchs consécutifs et était obsédé par la victoire du championnat 6-0 afin que Kasparov soit écrasé par un traumatisme psychologique dont il ne pourrait jamais se remettre. Ainsi, au lieu de faire des gestes risqués pour gagner, Karpov a commencé à jouer de manière très conservatrice et a attendu que Kasparov fasse des erreurs. Mais Kasparov, plus jeune et physiquement plus fort, s’est rendu compte qu’il devait épuiser Karpov. Les deux joueurs avaient des sponsors au plus haut niveau de l’ex-Union soviétique. “Les sponsors avaient tous les deux peur que leur homme perde, car Karpov montrait des signes clairs d’épuisement et Kasparov n’était qu’à un match de la défaite. Campomanes a donc décidé de suspendre le championnat et de le reprendre huit mois plus tard avec le score remis à 0-0. Ainsi, lors du championnat du monde d’échecs de 1984, Campomanes nous a empêchés de savoir si Kasparov et la fatigue mentale auraient pu finalement vaincre Karpov.

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