科普丨为什么大脑疲劳的时候继续学习会感到痛苦？

源济

科普丨为什么大脑疲劳的时候继续学习会感到痛苦？

知乎日报

2026年5月13日 07:00

你有没有过这种体验：明明已经学不进去了，但如果硬撑着继续看书、做题，就会越撑越痛苦，烦躁、走神、甚至头疼。但你又不敢停下来，总觉得再坚持一下就能多记住一点。其实，这种「痛苦」不是意志力不行，而是大脑在发出求救信号。它到底在闹什么脾气？往下看，你就知道是谁在「烧脑」。

文末有「划重点」总结👇

为什么大脑疲劳的时候继续学习会感到痛苦？

答主丨耗子领袖（1730+赞同）

先说结论，这可能是因为长时间的高强度用脑，会导致大脑皮层里的谷氨酸堆积过多。

谷氨酸（glutamate）本来是大脑里最主要的神经递质，没有之一，它是兴奋性的，参与你的所有高级认知功能，你的学习、思考、专注都需要它。

2022 年发表在 Current Biology 上的一项研究^{[1] [2] [3]}显示，经过一天的高负荷认知任务后，实验组的外侧前额叶皮层（lPFC）的谷氨酸的水平会明显上升。

并且，此时实验组的参与者会更愿意选择短期的小奖励，而不是一段时间后的大奖励，并且该行为和谷氨酸水平变化相关。

只有在一段时间的休息后，谷氨酸的水平才会降低，而 lPFC 的功能也会恢复。

该结果支持了神经代谢假说，即谷氨酸积累触发了一种负反馈调节机制，通过增加了大脑的运行成本，逼迫我们的大脑进入了「省电模式」。

这产生了两个直接的后果：

① 你会明显感觉到「脑子转不动了」，心理上烦躁、挫败，甚至有点隐隐的「脑壳疼」。

② 你会更倾向于回避困难、长期奖赏（如学习），而选择简单、快速的奖励（如刷视频）。

另外，从神经环路激活的角度来看，这一现象其实很容易理解。高级皮层几乎向全脑范围发出直接或间接投射，但在我们专注于思考某个特定问题时，通常只调用或激活特定的神经环路，以保证处理的高效性和特异性。

前额叶皮层的直接/间接投射

然而，当皮层神经元胞外谷氨酸积累过多时，过多的游离谷氨酸可能非特异性地激活其他本不应参与的环路，从而唤起一些不必要的感受或记忆，比如焦虑、烦躁的情绪，或者正如你在解一道数学题时，突然脑海中冒出一段歌曲。

而这些不必要被提取的信息或感受，显然会进一步增加你的思考成本，需要你动用更多的皮层抑制能力来压制它们，从而产生恶性循环。

这一结果还侧面支持了「神经效率假说」。

什么是神经效率假说呢？

早在上世纪 80 年代，就有研究发现，智商越高的人，进行认知任务时大脑皮层的能量代谢率反而越低，也就是说，聪明人思考问题时消耗的能量更少^[4]。

有人据此提出假设，聪明人之所以能比咱们更专注更持久，可能并不是因为他们比别人更努力，而是因为他们大脑的工作效率更高，即所谓的「神经效率假说（neural efficiency hypothesis)」。

这一猜测在 2018 年得到了证实，来自德国波鸿鲁尔大学的 Erhan Genc 教授团队发现，聪明人的大脑神经元互相连接更加高效简洁^[5]。

那么，结合谷氨酸积累的神经代谢假说和神经效率假说，我们可以说，越是聪明人的人，大脑结构更高效，处理同一件任务的耗能越低，同时谷氨酸积累越慢，因此更不容易触发大脑的负反馈机制（感到疲惫），因此可以支持更高的工作记忆，更多线程的任务，更长久的专注力。

这个现象可能有点反直觉，因为我们通常会觉得，聪明人脑子里的乱七八糟的神经连接应该会更多才对，不然他们怎么会这么容易一看题干就想出好几种解法？

但关于这点，我们其实可以参考 3 岁左右的幼儿的脑子，其突触连接是远远多于成年人的，但是随着学习和年龄增长，这些突触连接会被不断「修剪」，反而会减少，这是在为了提高我们思考的效率，大脑在做「减法」，去除无用的连接。

通俗来说，如果将大脑比作 CPU。

聪明大脑则像一款高端旗舰 CPU。它采用更先进的架构（神经元连接更高效简洁），能效比极高。处理同样的任务，它耗能更低，产生的热量（谷氨酸）更少，散热效率也更好。因此，它可以在更高性能状态下长时间稳定运行（更持久的专注力），同时处理多线程任务（更强的工作记忆），而不会轻易触发降频保护（感到疲惫）。

最直观的后果，就是当你和聪明人运行同一款 app, 你占了 90%的内存，人家只用了 40%的内存，你已经拼尽全力了，对方甚至还有余力开个游戏摸个鱼。

综上，大脑疲劳后继续学习会痛苦，既是生理上的保护机制，也是大脑在告诉你「朋友，该歇歇了」。

参考来源:

[1] Wiehler, A., Branzoli, F., Adanyeguh, I., Mochel, F., & Pessiglione, M. (2022). A neuro-metabolic account of why daylong cognitive work alters the control of economic decisions. Current Biology, 32(16), 3564-3575.

[2] 这一研究成果非常有意思，以至于一篇 Current biology 的文章（当然这个杂志也非常不错），居然还得到了 Nature 和 Science 新闻的报道

[3] 此外，前额叶也投射到许多参与疼痛、负性感受相关的脑区，过多的谷氨酸也可能导致这些通路的兴奋，从而引发烦躁、痛苦等负面感受

[4] Haier R J, Siegel Jr B V, Nuechterlein K H, et al. Cortical glucose metabolic rate correlates of abstract reasoning and attention studied with positron emission tomography[J]. Intelligence, 1988, 12(2): 199-217.

[5] Genç E, Fraenz C, Schlüter C, et al. Diffusion markers of dendritic density and arborization in gray matter predict differences in intelligence[J]. Nature communications, 2018, 9(1): 1-11.

「划重点」：

1. 大脑累到「学不进去」，并不只是心理问题。研究发现，高强度用脑后，大脑里的谷氨酸会不断堆积，它本来负责让神经元兴奋、维持专注，但积累过多后，反而会触发一种「保护机制」，逼着大脑进入省电模式；

2. 这时候你会出现两个典型反应：一是明显感觉「脑子转不动了」，烦躁、头胀、思考成本暴涨；二是会本能地逃避学习，更想刷视频、玩手机、追求即时快乐，因为大脑已经不愿再承担高消耗任务；

3. 所谓「聪明人更能专注」，某种程度上可能真是因为他们的大脑更「省电」。神经效率假说认为，聪明人的神经连接更高效，处理同样任务耗能更低、谷氨酸积累更慢，所以能长时间保持高性能运转，不容易被大脑强制「降频」。

📢你有没有过「脑子彻底转不动」还要硬学的经历？是考前熬夜、还是赶东西到凌晨？那个感觉到底有多难受？评论区说说你的「大脑死机」时刻。