Характеризация изменений в сетях внимания при высокой умственной нагрузке

Почему чрезмерная умственная работа важна

Многие люди сегодня — пилоты, хирурги, водители, военные и даже студенты — проводят длительные периоды за сложными умственными задачами в условиях давления по времени. Известно, что это может вызывать усталость и отвлечённость, но не полностью ясно, как именно высокая умственная нагрузка перестраивает системы внимания в мозге. В этом исследовании поставлена цель измерить, как интенсивное продолжительное мышление влияет на разные компоненты внимания, как это проявляется в движениях глаз и как сами люди воспринимают своё состояние под нагрузкой. Полученные результаты помогают объяснить, почему производительность может снижаться, даже когда мы стараемся оставаться сосредоточенными.

Как исследователи создавали умственное напряжение

Команда работала с 92 здоровыми молодыми мужчинами из медицинского университета. Чтобы довести их до предела, использовали сложную компьютерную задачу — 1-back Stroop. В этой задаче участникам приходилось одновременно удерживать в памяти положение элементов, игнорировать вводящие в заблуждение значения слов и следить за цветом и позицией при жёстких временных ограничениях. Задача длилась час без реальных перерывов — достаточно долго, чтобы истощить умственные ресурсы. До и после этого периода высокой нагрузки участники выполняли другую задачу, измеряющую три ключевые системы внимания — поддержание бдительности, переключение фокуса и разрешение конфликтной информации. На каждом этапе исследователи также спрашивали, насколько утомлёнными, напряжёнными, скучающими и отвлечёнными они себя чувствовали.

Взгляд внутрь систем внимания мозга

Тест внимания, называемый ANT-R, разделяет внимание на три компонента. Система «бдительности» поддерживает готовность обнаруживать новые события. Система «ориентирования» помогает переключать и фиксациивать взгляд на важных объектах. Система «исполнительного контроля» помогает разрешать конфликты, например когда центральная стрелка указывает в одну сторону, а окружающие стрелки — в другую. Сравнивая времена реакции до и после тяжёлой умственной задачи, исследователи могли увидеть, какие системы замедлились. После высокой нагрузки участники стали медленнее использовать предупредительные сигналы, которые обычно ускоряют ответы, что указывает на ослабление бдительности. У них также возникали большие трудности с обработкой конфликтной или вводящей в заблуждение информации, что свидетельствует о падении высших функций контроля. Определённый аспект ориентирования — быстрое перемещение и вновь вовлечение внимания при неясных подсказках — тоже стал менее эффективным.

Что показали глаза и субъективные ощущения

Помимо скорости нажатия кнопок, исследователи отслеживали, куда и как двигались глаза во время теста внимания. Они обнаружили, что после интенсивной умственной работы быстрые скачки глаз между точками — саккады — длились дольше, а участники моргали чаще. Удлинённые движения глаз и более частое моргание указывают на то, что переключение фокуса требовало больше усилий, и что поддерживать чёткое, непрерывное наблюдение за экраном становилось труднее. Одновременно субъективные оценки умственной усталости, затраченных усилий, стресса, скуки и блуждания мыслей резко возросли. Люди не только чувствовали себя более измотанными и напряжёнными, они также отмечали, что их мысли чаще уносились от задачи, хотя доля правильных ответов оставалась примерно на том же уровне.

Что означают эти результаты для реальной работы

В совокупности поведенческие данные, измерения глаз и самоотчёты рисуют согласованную картину. Продолжительная высокая умственная нагрузка истощает способность мозга поддерживать бдительность, плавно перенаправлять внимание и разбирать конфликтные сигналы. Глаза становятся медленнее и более беспокойными, а люди ощущают больше усталости, стресса, скуки и склонности к мечтаниям. Исследование также показывает, что задача 1-back Stroop является надёжным способом вызвать высокую умственную нагрузку в лабораторных условиях, а задача ANT-R чутко фиксирует возникающие изменения в внимании. Для повседневной жизни и работ с высоким риском посыл ясен: даже если внешняя производительность кажется стабильной, внутренние системы, обеспечивающие безопасность и точность, могут незаметно ухудшаться под длительным умственным давлением, что подчёркивает необходимость лучшего мониторинга, режимов отдыха и стратегий вмешательства.

Цитирование: Wu, L., Ouyang, A., Tang, X. et al. Characterizing alterations in attention networks under high mental workload. Sci Rep 16, 11310 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41477-4

Ключевые слова: умственная нагрузка, сети внимания, умственная усталость, трекер глаз, когнитивная работоспособность