Après une longue journée de travail mental difficile, il n’est pas rare d’éprouver un sentiment d’épuisement et de se tourner vers des activités nécessitant le moindre effort. Pourquoi le cerveau ne peut-il pas calculer en continu ? Des chercheurs montrent que lorsqu’un travail cognitif intense se prolonge pendant plusieurs heures, des produits potentiellement toxiques s’accumulent dans la partie du cerveau appelée cortex préfrontal latéral. Cela déclenche un mécanisme de régulation qui altère alors le contrôle des décisions à prendre.
À la fin d’une dure journée de travail intellectuel, nous nous sentons fatigués et peu aptes à prendre des décisions importantes. C’est tout à fait normal, et la raison se situe dans le cortex préfrontal latéral de notre cerveau, d’après une nouvelle étude parue dans Current Biology. Les chercheurs rappellent que même les joueurs d’échecs professionnels commencent à faire des erreurs — généralement après 4 ou 5 heures de jeu — qu’ils ne feraient pas s’ils étaient bien reposés.
Cependant, la raison pour laquelle l’exercice du contrôle cognitif est épuisant n’est pas claire. « Des théories influentes ont suggéré que la fatigue est une sorte d’illusion fabriquée par le cerveau pour nous faire arrêter ce que nous faisons et nous tourner vers une activité plus gratifiante », explique dans un communiqué le co-auteur de l’étude Mathias Pessiglione, de l’université Pitié-Salpêtrière à Paris.
Le cerveau a besoin de recycler les substances nocives issues du travail cognitif
Les neuroscientifiques ont posé l’hypothèse que des changements métaboliques dans le cerveau pouvaient être à l’origine des effets de la fatigue mentale. Plus précisément, le cerveau aurait besoin de recycler les substances potentiellement toxiques issues de l’activité neuronale. « Nos résultats montrent que le travail cognitif entraîne une véritable altération fonctionnelle – l’accumulation de substances nocives – et la fatigue serait donc bien un signal qui nous pousse à arrêter de travailler, mais dans un but différent : préserver l’intégrité du fonctionnement du cerveau », continue Pessiglione.
24 participants sur un total de 40 ont été conviés à effectuer des tâches « difficiles », par exemple regarder des lettres apparaître sur un écran d’ordinateur toutes les 1,6 seconde et noter quand l’une d’elles correspondait à une lettre apparue trois lettres auparavant. Les 16 autres participants ont effectué des tâches similaires, mais plus faciles. Les deux équipes ont travaillé pendant un peu plus de six heures, avec des moments consacrés à des prises de décisions économiques.
L’équipe de recherche a utilisé la spectroscopie par résonance magnétique (SRM) pour mesurer les niveaux de glutamate dans le cortex préfrontal latéral chez les deux groupes au cours de la journée. Les participants qui avaient travaillé sur la tâche la plus difficile avaient accumulé plus de glutamate dans cette région du cerveau à la fin de la journée, par rapport à ceux qui avaient travaillé sur la tâche la plus facile.
Par ailleurs, les marqueurs de fatigue liés aux choix n’étaient présents que dans le groupe plus sollicité mentalement, avec une réduction de la dilatation des pupilles pendant la prise de décision et une préférence pour des activités proposant des récompenses à court terme avec peu d’effort.
Le mécanisme de régulation rend l’activation du cortex préfrontal latéral plus difficile
« Associés aux données antérieures de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, ces résultats soutiennent un modèle neuro-métabolique dans lequel l’accumulation de glutamate déclenche un mécanisme de régulation qui rend l’activation du cortex préfrontal latéral plus coûteuse, expliquant pourquoi le contrôle cognitif est plus difficile à mobiliser après une journée de travail intense », résument les auteurs de l’étude, laquelle pourrait ainsi aider à détecter une fatigue mentale grave.
En outre, ces mêmes marqueurs de fatigue dans le cerveau pourraient peut-être permettre de prédire l’apparition de certaines maladies affectant le cerveau, telles que la dépression ou le cancer. Dans de futurs travaux, les chercheurs espèrent également comprendre pourquoi le cortex préfrontal semble particulièrement sensible à l’accumulation de glutamate et à la fatigue.