一、为什么会感到疲劳
人体摄入脂肪和糖类,消化后转化为葡萄糖。进入血液,被细胞吸收,线粒体通过呼吸作用氧化分解,化学能储存在ATP中。ATP极易溶于水,水解可以释放大量能量,是非常适合的能量暂存物质。能量来源于葡萄糖分解的热能和储存在ATP中的化学能。
对于神经系统来说,神经元活动和系统调控的基础功能在于放电。会改变细胞膜内外对应的离子浓度。这一过程会消耗能量,尤其是把离子从低浓度区域转移到高浓度区域。这些过程的能量都需要ATP来提供。在清醒状态下,特别是从事某些思考任务时,神经元放电频率高,能量消耗快。
ATP一级水解当然满足不了这个需求,所以需要ATP->ADP(双磷酸腺苷)->AMP(单磷酸腺苷)这个逐级水解过程。体内能量消耗不急迫时,细胞可以通过水合反应来生成和补充ATP,而平均每天每个ATP分子会循环500次以上,所以水合反应可能供应不上对ATP的消耗。对应地,ATP逐级水解反应产物浓度也会变化,在获得休息前,腺苷浓度会升高。而腺苷还是一种神经递质。
腺苷浓度的升高:
第一,会造成下丘脑内食欲素神经元放电频率降低,抑制大脑皮层的兴奋水平。从而,我们脑力活动需要的各个大脑皮层结构的协调工作会受到抑制,直观表现为,思考同一个问题,需要更多时间,更容易出错和分神;第二,食欲素神经元是触发人体昼夜节律开关机制的关键因素,也就是控制入睡和醒来的关键。兴奋水平降低,昏昏欲睡;第三,会抑制多巴胺的分泌,使人脑的奖赏系统受抑制,产生工作没有成就的无力感,对在做的思考工作失去兴趣;第四,会抑制血清素神经元的活动,使血清素水平降低。而血清素是让人感觉放松的神经递质。
总结:
1. 疲劳的基础在于身体的新陈代谢。每天起床彻底醒来之后,是一天最清醒的时间。
2. 休息不充分,熬夜,以及其他亚健康状态,会阻碍代谢的补充,影响认知、语言、记忆、阅读等能力,大脑难以集中注意力。
3. 疲劳机制决定伴随我们的疲劳感出现的还有成就感降低、对工作失去兴趣、容易产生暴力倾向等附加结果。因此长期高强度加班、三班倒等工作方式会改变人的[性格],使人变得无趣、无神、无味。
二、需要休息的大脑
腺苷对下丘脑中食欲神经元的影响使人欲睡,对多巴胺系统的影响使人对工作失去兴趣,对血清素的影响使人紧张。因此缓解疲劳最为直接的策略就是在于降低神经系统中腺苷的浓度——休息,或者睡眠。
休息非常复杂。从事复杂任务时,有些区域会比另一些区域更加活跃,也就是它们更多地参与了任务处理,其内部的神经元更频繁放电,这也就导致了这些区域的腺苷浓度相对更高一些,造成了在神经系统中分布不均的情况。
理论上通过改做不同的事情,让疲劳区域休息,对注意力进行有意识地调控。但人脑并非电脑,不能那么轻松自如地切换目标。在面对注意力的目标任务的时候,我们的大脑对其他任务处理能力和反应速度会降低。来源于两个方面:
1. 任务切换耗散:同两个任务间切换,人脑认知压迫前一任务并强化后一任务需要的时间和导致的认知能力降低;简单任务消耗时间可能200ms左右,复杂任务消耗时间可能长达数十分钟。
2. 任务混淆耗散:认知切换到后一任务后,头脑中仍会不时出现前一任务的内容,这不可避免地会降低认知能力。
但是,我们研究日常认知任务在起始阶段大脑的工作状态,会发现:1. 起始信号持续时间长度基本相同;2. 不同的认知任务调用了基本类似的脑区(认知网络)。
第二点决定了,人脑在不同任务之间切换同时,还面临认知通道问题。
就好像开车,你需要语言区域来读路标,来计划下一步动作,如果你开车的同时打电话,就无法正常听导航,引起语言通道冲突,导致二者表现显著下降。所以,换做不同的事情来休息,可能并非很好的休息策略。
一方面,如果这个任务比较复杂,那新的事情几乎必然使用之前类似的大脑区域,所谓换用不同脑区的假设不成立;另一方面,任务切换耗散和混淆耗散也会使得换做新任务的效率大打折扣。如果需要休息,那么就只能做不需要注意力集中的任务。比如运动,听音乐,冥想。
如果外部条件不允许我们在疲劳状态下小睡或者放松,而是需要高强度持续工作,那么阻滞神经系统的腺苷受体算是一个不得已的办法。神经系统的受体很容易受到与对应化学物质类似结构的物质干扰,它们一般不会存在于神经系统中,所以受体的正常工作不会受影响。但人们可以从外界摄入人工合成的、天然的物质,它们可能对特定受体具有更高的亲和性,使受体饱和,也就是传感能力被阻滞,不能再正常工作。
最常见的例子就是Drugs。它阻滞多种神经受体通道,特别是多巴胺受体,人因此异常兴奋——当然,很多也能阻滞腺苷受体,从而使人感受不到疲劳。它的效力太高了,它对这些受体的亲和力甚至百倍于多巴胺和腺苷,很容易导致神经系统损伤。
有些物质也对腺苷受体比腺苷有更高的亲和力,比如咖啡。咖啡因受体和腺苷受体大部分相同,而且咖啡因的结合能力大于腺苷。能阻塞腺苷的作用。但是治标不治本,咖啡因的阻滞作用并未降低腺苷的浓度水平,如果我们在这种情况下继续工作,会使腺苷浓度继续上升,喝咖啡也没用了。
腺苷是神经抑制剂,同时也是神经修复的调制剂。长期高水平的腺苷浓度,导致神经系统修复功能异常,导致有害物质进入神经系统。所以喝咖啡、红牛等功能饮料属于应急方法,可以偶尔用,长期是不可以的。
三、疲劳产生的影响
1、由于警觉而产生的压力
有一些病理性的状态,改变生活环境和状态后会有好转。其中一个常见的,就是警觉(大脑为规避可能的危险而触发的工作状态)。
任务完成的Deadline压力,不和睦的家庭关系,更广更高平台的竞争和攀比,频繁变动的工作和生活环境,以及慢性疾病的困扰,生活环境中的污染,居住环境恶劣等因素。
警觉造成的压力,会消除一些生理和行为反应,持久的警觉造成的压力还会扰乱我们的认知能力,使得注意力集中困难,心不在焉,常常担忧,难以执行复杂认知任务。其导致的结果是我们可以感知到的——认知能力的下降,即使学习工作的强度不高,也会导致很大的压力感和疲惫感。还有一个更重要且影响更广的后果:睡眠障碍。
包括:入睡困难、睡眠片段化、深度睡眠时间不足、嗜睡等。这类情况在需要倒班、需要频繁更改作息的工作、24小时on-call等人群中最为普遍。长期的睡眠问题会使人累积下[睡眠债]。往往需要补充比这个时间更长的睡眠才能恢复。由此看来,睡眠债也有利息。
警觉源于我们意识下的对危险的感知,在当今社会的生活情况下,警觉常常被错误地触发,使我们频繁处在比实际需要更高更持久的警觉之下, 挤兑了我们的认知能力,使我们更容易疲劳,精神更容易崩溃。因此扰乱生活和工作。
2、无法集中的注意力
精神疲劳对注意力的影响经常被忽视或者误解。
常见到一些关于【坚持】【毅力】【品性】等宣传,几乎没有一个把疲劳导致的注意力问题正确归因。精神疲劳的时候,我们常觉得坚持一下是好的,我们不能坚持,就被视为毅力不足。这是错误的。
疲劳还会影响我们的执行注意力,也就是压制一些不相关反应并激活相关反应的能力。
不难理解,注意力在疲劳时候受到的影响,会直接影响我们认知能力的表现,包括反应时间延长,出错率的增加,有效持续工作时间缩短等。
有趣的是,在持续编程、写文档或者听某类音频感到疲劳后,我们视觉皮层或听觉皮层会显示出特定的过活跃状态。
但这个时候,其实你已经非常疲惫,我们的注意力已经压制不住这种活跃状态了,注意力控制非常薄弱,短期内几乎无法集中精力到之前的事情上,思维的初始化所需要的时间会变得更长。
如果我们在疲劳之后继续坚持,注意力的表现不是线性降低,而是指数降低。因为这个时候疲劳不但影响到我们的认知状态,还会影响我们自主神经系统的工作状态,心跳,体热,肠胃蠕动都会因此偏离最佳状态,反过来恶化神经系统的表现。所以,【毅力】不仅导致了工作状态低下,还会影响身体健康。
3. 耗尽感的困扰
理论上,我们是不能没有底线地承担疲劳和压力的,尤其是当疲劳导致的这些变化,长时间地挑战我们的生理极限时,问题更容易出现,也就是崩溃。崩溃的最早期症状之一就是耗尽感。描述的是一种失去行事动机和情绪耗尽的状态。
当你出现耗尽感时,人的神经系统已经出现了器质性的变化,也就是它不再仅仅是一种情绪了,而是像我们身体上的伤口一样实实在在的物理性存在。容易受耗尽感困扰的,不是那些随便混日子的人,而是那些在工作中动力充足,专注投入的人。用心工作导致更严重的疲劳,以及工作给他们的反馈和他们投入的不匹配性,这两方面原因触发了耗尽感。
此外,低受控(工作流程、时间完全自我管控,自己对工作质量和工作方式把关,自己承担全部责任)的工作相比于高受控的(流程限定、评价体系完整、责任明确)的工作更容易导致耗尽感。
但是,高受控的工作也是缺乏挑战、薪资更低的工作,随着人工智能时代到来,被取代的危险更大。技术的革新,在提高我们社会效率,让我们享受更好的物质水平的同时,好像并非总是对我们的神经系统更友好。
四、疲劳
1. 每个人对疲劳的耐受性是一个生理性能,不受主观因素的影响而改变。也就是说,不可能通过打鸡血一类的方法来改变,从而让自己获得成功。这是一切【成功学】【鸡汤文】的软肋。
2. 神经系统的疲劳耐受性会非常显著地影响我们在压力情况下的认知表现,从而决定一个人的【毅力】、【专注度】。可以说这因素是【毅力】的生理基础。毅力可以培养,但是毅力难以锻炼。
五、如何科学管理疲劳和压力
多休息,多睡觉,前面已经说得很明白了,不再总结性赘述。