W ramach badań grupa naukowców z Bałtyckiego Uniwersytetu Federalnego im. Immanuela Kanta analizowała efekty długotrwałego wysiłku umysłowego z udziałem ludzi, którzy byli zobowiązani do realizacji szeregu zadań pamięciowych o zróżnicowanym poziomie trudności. Zaobserwowano, że choć zmęczenie psychiczne negatywnie wpływało na wydajność w realizacji zadań prostych, to jednak w przypadku poleceń o wyższym stopniu skomplikowania mózg uruchamiał mechanizmy kompensacyjne, których zadaniem było zachowanie jego funkcjonalności dzięki adaptacji konfiguracji sieci czołowo-ciemieniowej.
“Systematyczne przetwarzanie obszernych ilości informacji, takich jak bazy danych, dokumenty i raporty, wymaga intensywnej pracy kognitywnej, która może prowadzić do przeciążenia mózgu. Te czynniki skutecznie obniżają jego efektywność operacyjną” – twierdzi Artem Badarin, pracownik naukowy Centrum Neurotechnologii i Uczenia Maszynowego w Bałtyckim Uniwersytecie Federalnym Immanuela Kanta w Kaliningradzie.
W trakcie badań autorzy wykorzystali funkcjonalną spektrografię w bliskiej podczerwieni (fNIRS) do rejestracji aktywności hemodynamicznej mózgu oraz metodę rejestracji ruchu gałek ocznych (eye-tracking) do analizy percepcji wzrokowej. Naukowcy zaproponowali również uczestnikom przejście kilku testów sprawdzających na poziom zmęczenia w formie kwestionariuszy wypełnianych przed i po eksperymencie.
Analiza dynamiki aktywności neuronowej w różnych regionach mózgu wskazała, że w trakcie nasilania zmęczenia dochodzi do zaniku funkcjonalnych połączeń między płatami czołowymi a ciemieniowymi kory mózgowej. Te obserwacje potwierdzają istotną rolę tych powiązań w procesach poznawczych, co dodatkowo potwierdza fakt, że uczestnicy, którzy efektywniej radzili sobie z zadaniami wysokiej złożoności, charakteryzowali się silniejszą interakcją między wskazanymi regionami mózgu.
Stabilność tych powiązań prawdopodobnie stanowi element mechanizmu kompensacyjnego, który umożliwia efektywne przeciwdziałanie zmęczeniu. Utrzymywanie efektywności poznawczej w warunkach ograniczonych zasobów neuronowych wymaga od mózgu optymalizacji swojej działalności, by mógł on skutecznie realizować zadania pomimo narastającego zmęczenia. Złożone zadania wymagają zatem zintensyfikowanej kontroli uwagi i mobilizacji dodatkowych zasobów do ich wykonania.
“W mniej złożonych okolicznościach błędy wynikające z nadmiernego zmęczenia mogą prowadzić do niefortunnych zdarzeń drogowych. Przykładowo, zmęczony kierowca może nieumyślnie zjechać na przeciwny pas ruchu lub pobocze, co skutkuje wypadkiem” – wskazuje Artem Badarin, posiadający tytuł kandydata nauk fizycznych i matematycznych oraz pełniący rolę starszego pracownika naukowego w Centrum Neurotechnologii i Uczenia Maszynowego na Bałtyckim Uniwersytecie Federalnym im. Immanuela Kanta w Kaliningradzie.
Zrozumienie mechanizmów odpowiedzialnych za adaptacyjne procesy kognitywne przyczynia się do rozwoju strategii zwiększających produktywność oraz odporność psychiczną w środowiskach charakteryzujących się wysokimi wymaganiami intelektualnymi. Przedstawione wyniki badawcze podkreślają niesamowitą zdolność adaptacyjną mózgu do zarządzania ograniczonymi zasobami poznawczymi w warunkach zwiększonego obciążenia.
