Pourquoi réfléchir fatigue-t-il ?
L'épuisement mental laisserait apparemment des traces dans le métabolisme cérébral
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Qui ne connaît pas cette situation : on a l'esprit encombré, la concentration s'estompe et l'envie de s'attaquer à des tâches complexes s'amenuise. Après un effort intellectuel prolongé, notre cerveau nous signale que nous avons besoin d’une pause. Mais cette fatigue après un effort intellectuel s’explique-t-elle uniquement par des facteurs psychologiques – ou certains processus neurochimiques ou biologiques se modifient-ils également dans le cerveau, entraînant un épuisement de notre énergie mentale ?
Jusqu’à présent, la question de l’existence d’un substrat biologique à la fatigue après un effort mental faisait l’objet de controverses. Les théories psychologiques partent du principe que nous nous sentons de plus en plus épuisés lorsqu’un effort supplémentaire nous demande plus d’énergie que ce que nous en retirons. Notre volonté de continuer à travailler diminue alors, et nous préférons nous tourner vers des tâches plus faciles ou plus agréables.
Motivation, cortex préfrontal et glutamate
Les théories neurobiologiques, en revanche, suggèrent un lien entre l’activité cérébrale, les modifications de certains neurotransmetteurs et la fatigue. Une étude du Paris Brain Institute a par exemple fourni des indices selon lesquels, lors d’un effort mental prolongé, la concentration en glutamate dans le cortex préfrontal subit des modifications (Wiehler A. et al. 2022, Current Biology, DOI 10.1016/j.cub.2022.07.010).
Le cortex préfrontal est notamment chargé de contrôler l’attention, de stocker des informations dans la mémoire de travail et de planifier des actions. Il est particulièrement sollicité lors de tâches mentales exigeantes. Le glutamate est l’un des neurotransmetteurs les plus importants du cerveau. Il permet aux cellules nerveuses de transmettre des signaux et joue un rôle central dans l’attention, l’apprentissage et la pensée. Pour que la transmission des signaux fonctionne de manière fiable, l’équilibre du glutamate doit être régulé avec précision.
La stimulation cérébrale : une approche expérimentale
Le professeur Alexander Soutschek, titulaire de la chaire de neurosciences de la prise de décision à la clinique et polyclinique de psychiatrie, de psychosomatique et de psychothérapie du Centre hospitalier universitaire de Würzburg (UKW), et son équipe ont voulu en avoir le cœur net et ont adopté pour cela une approche causale. L’activité du cortex préfrontal est-elle réellement à l’origine de la fatigue mentale et une fatigue accrue peut-elle s’expliquer par une augmentation de la concentration en glutamate ?
Pour répondre à cette question, les chercheurs sont intervenus de manière ciblée sur l’activité du cortex préfrontal. Dans le cadre de cette étude, 31 participants en bonne santé ont dû effectuer une tâche de mémoire exigeante d’une durée de 20 minutes. Pendant qu’ils s’exécutaient, une partie d’entre eux a été soumise à une stimulation cérébrale transcrânienne excitatrice au niveau du cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC), tandis que l’autre partie a reçu un traitement fictif. Les participants ont ensuite pu choisir entre des tâches exigeantes offrant une récompense plus importante et des tâches plus faciles offrant une récompense moindre. Cela a permis de mesurer leur fatigue motivationnelle à partir de leur comportement.
Les résultats ont révélé un conflit d’objectifs remarquable : les personnes stimulées étaient certes plus performantes pendant la tâche mentale, mais se sentaient ensuite plus épuisées. En conséquence, leur motivation à fournir de nouveaux efforts intellectuels a diminué. « Cela signifie que l’amélioration de nos performances intellectuelles a un prix. Nous sommes encore plus épuisés après cet effort accru », rapporte Hongmei Xia, doctorante au département de psychologie de l’université Ludwig-Maximilian de Munich (LMU). C’est là qu’Alexander Soutschek a dirigé un groupe Emmy Noether de psychologie neurocognitive jusqu’à son départ pour l’UKW en mars 2026. Cette étude constitue le sujet de thèse de Hongmei Xia.
Variations du glutamate et fatigue motivationnelle
Qu’en était-il de la concentration en glutamate ? Des mesures réalisées par spectroscopie par résonance magnétique (MRS) avant et après les tâches mentales ont montré que la stimulation stimulante augmentait la concentration de glutamate et de métabolites glutamatergiques dans le cortex préfrontal par rapport au groupe témoin. Enfin, les analyses statistiques ont suggéré que l’augmentation de la concentration en glutamate contribuait de manière significative à ce que les participants à l’étude se sentent moins disposés à poursuivre leurs efforts après la stimulation. Une expérience de contrôle supplémentaire a révélé que cet effet se manifestait principalement lors d’un effort mental prolongé, mais pas lors d’une tâche ne nécessitant pratiquement aucune concentration.
« Notre étude remet en question les explications purement psychologiques de la raison pour laquelle un travail intellectuel prolongé est perçu comme épuisant, et montre que la fatigue mentale n’est pas seulement liée à des évaluations motivationnelles, mais aussi à des limites neurobiologiques. Le glutamate semble y jouer un rôle, aux côtés d’autres produits métaboliques. La fatigue n’est donc pas simplement une question de volonté », résume Alexander Soutschek. Ces résultats viennent d’être publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).
Implications pour la recherche future sur la fatigue
À l’avenir, les modifications du métabolisme du glutamate pourraient aider à mieux comprendre pourquoi l’effort mental entraîne de la fatigue et quels processus neurobiologiques interviennent dans ce phénomène. Cela n’est pas seulement intéressant pour les personnes évoluant dans des environnements de travail exigeants. Dans le cas du trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité (TDAH), les personnes concernées rapportent également souvent qu’elles sont rapidement épuisées après un effort intellectuel. À cela s’ajoutent des maladies telles que la dépression, la schizophrénie ou le syndrome de fatigue chronique (EM/SFC), qui s’accompagnent d’une fatigue persistante. À long terme, une compréhension plus précise des causes biologiques de la fatigue pathologique pourrait contribuer à développer de nouvelles approches thérapeutiques.
Le professeur Sebastian Walther, directeur de la clinique et de la polyclinique de psychiatrie, de psychosomatique et de psychothérapie de l’UKW, résume : « Cette étude importante nous aide à comprendre comment les modifications métaboliques dans le cerveau sont liées à l’épuisement mental et à l’effort. Les résultats obtenus ouvrent la voie au traitement de nombreuses maladies mentales. À l’avenir, des techniques ciblées de stimulation cérébrale permettront probablement d’aider efficacement les personnes concernées. »
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