脳疲労は、どこまで測られているか

夕方の会議で、朝なら5分で決めていたことが決まらない。読んでいるはずの資料が頭に入らない。帰宅して「今日は何もしていないのに疲れた」と思う。

こういう状態に「脳疲労」という名前がついています。検索すれば、原因の一覧とチェックリストと回復法が並んでいます。

ただ、そこで出てくる説明のうち、どこまでが人間で確かめられたことで、どこからが仮説なのかは分かれています。同じ「脳疲労」という言葉のもとで、証拠の重さがまるで違う話が混ざっています。

この記事では、脳疲労という言葉が指している現象について、実際に何が測られてきたのかを整理します。

先に、結論だけ

• 「脳疲労」は医学的な診断名ではない。日本疲労学会が定義しているのは「疲労」と「疲労感」で、この2つは分けて使われる
• 疲労感は自覚だが、疲労は活動能力の低下そのもの。この2つがずれる条件がある
• 寝床にいる時間を制限した14日間の実験では、眠気の自覚が早々に頭打ちになった後も、認知課題の成績は落ち続けた
• 1日の高負荷な認知作業の後には、脳の特定領域で代謝物の変化が測られている。同時に、選択が「近くて楽なほう」に傾いた
• 「睡眠中に脳の老廃物を洗い流す」はマウスで結果が割れ、ヒトでの直接測定も小規模にとどまる
• 休憩の効果を集めたメタ分析では、気分は改善したが成績の改善は有意にならなかった

「脳疲労」は診断名ではない

この点は、大手の健康メディアもだいたい書いています。脳疲労は医学用語ではなく、情報過多の時代に脳の処理が追いつかない状態を指す一般語だ、と。

問題は、そこで止まってしまうことです。診断名でないなら、代わりに何を手がかりにすればよいのかが残ります。

日本疲労学会は「抗疲労臨床評価ガイドライン」のなかで、疲労を次のように定義しています¹。

疲労とは過度の肉体的および精神的活動、または疾病によって生じた独特の不快感と休養の願望を伴う身体の活動能力の減退状態である。疲労は｢疲労｣と「疲労感」とに区別して用いられることがあり、｢疲労｣は心身への過負荷により生じた活動能力の低下を言い、｢疲労感｣は疲労が存在することを自覚する感覚で、多くの場合不快感と活動意欲の低下が認められる。

「疲労」と「疲労感」を分けているのが要点です。前者は能力が落ちているという事実で、後者はそれに気づいている感覚です。

同じガイドラインの緒言によると、1999年に厚生省の疲労調査研究班が行った疫学調査では、疲労感を自覚している人が就労人口の約60%（4,720万人）、そのうち半数（2,960万人）が半年以上続く慢性的な疲労を抱えていました。

分けて考えると、何が変わるか

この区別が効いてくるのは、自分の状態を判断する場面です。

「疲れた感じがしないから大丈夫」という判断は、疲労感を疲労の代理指標として使っています。両者が連動していれば妥当ですが、連動しない条件があるなら、その判断は危うくなります。

そして、連動しない条件は実際に見つかっています。

自覚が頭打ちでも、成績は落ちていく

Van Dongenらが2003年に Sleep 誌で報告した実験は、この乖離を正面から測っています²。

参加したのは健康な成人48人（21〜38歳）です。このうち一部は、寝床にいる時間を1日8時間・6時間・4時間のいずれかに割り付けられ、14日間連続でその条件を維持しました。別の一部は、3日間まったく眠らない条件に入っています。48人という数字は、この2つの実験を合わせたものです。実験室内で行動・生理・医学的な状態を継続的に監視する設計でした。

結果は2つに分かれました。

ひとつ、認知課題の成績は、4時間と6時間の条件で日を追うごとに累積的に低下しました。用量に依存した低下で、測定した課題すべてで起きています。

もうひとつ、主観的な眠気の申告は、制限を始めた直後に上がった後、その後はわずかしか増えませんでした。しかも6時間条件と4時間条件を有意に区別できていません。

論文はこの点をはっきり書いています。眠気の評定からは、被験者が自分の認知機能の低下にほとんど気づいていなかったことがうかがえる、と。慢性的な睡眠制限の影響が軽く見積もられがちな理由はここにあるだろう、というのが著者らの解釈です。

論文の結論では、1晩6時間以下の制限を続けたときの成績の低下は、最大で徹夜2晩ぶんに相当する水準に達したとされています。

「気づけない」ほうが問題になる

ここで起きているのは、自覚が実態より軽く出るという方向のずれです。

疲労を感じたら休む、という運用は、感じ方が正しく警報を鳴らしてくれることを前提にしています。前提が崩れると、警報が鳴らないまま能力だけが落ちます。

ただし、この実験が示したのは「自覚は常に当てにならない」ということではありません。実験室で睡眠時間を制限したという特定の条件のもとで、自覚が低下の大きさに追いついていなかった、という結果です。裁量の大きい仕事でも同じずれが起きるかどうかは、この研究からは分かりません。

それでも、自覚だけを手がかりにする運用には、こういう抜け方があると知っておく意味はあります。

睡眠そのものの立て直し方は睡眠負債の解消にまとめています。

1日働いた脳で測られたもの

では、眠ってはいるが1日中頭を使った、という場合はどうか。

Wiehlerらが2022年に Current Biology で報告した研究は、磁気共鳴分光法（MRS）を使って、およそ1日の勤務時間に相当する長さのあいだ、脳内の代謝物を追跡しました³。参加者は2群に分かれ、一方は認知的な負荷が高い課題、もう一方は負荷が低い課題に取り組みます。作業のあいだには、経済的な選択をさせる課題が挟まれました。

測られたのは3つです。

測ったもの	高負荷の群で起きたこと
脳内の代謝物	外側前頭前野でグルタミン酸の濃度と、グルタミン酸／グルタミンの拡散が上昇
瞳孔径	意思決定の最中の瞳孔の拡大が縮小
選択の傾き	待ち時間が短く労力の少ない選択肢へ偏る

代謝物の上昇は、低負荷の群と比べても、参照領域とした一次視覚野と比べても高い値でした。選択の偏りのほうは、論文が計算モデルで「低コストバイアス」として取り出しています。低負荷の群には、これらの変化が現れていません。

著者らの解釈は、認知制御を働かせるあいだに溜まる物質を処理する必要が生じ、そのせいで前頭前野を動かすコストが上がる、というものです。

「意志が弱くなる」のとは違う

この結果の読み方として気をつけたいのは、能力そのものが失われたと言っているわけではない点です。

Boksemらが2008年に提案した枠組みでは、精神的疲労は「続けることで得られる報酬」と「そのために払うエネルギーのコスト」を評価し直した結果として説明されます⁴。コストが報酬を上回ると判断された時点で、その作業を続ける動機がなくなる、という見方です。

Wiehlerらの結果は、この評価の天秤が実際に傾くことを、代謝と選択の両面から示したものと読めます。

夕方に決められないのは、判断力が消えたからではなく、判断にかかるコストの見積もりが上がっているからという説明のほうが、実験の結果には近いことになります。

ここから実務へ引くとすれば、重い決定を1日の終わりに置かない、という当てはめになります。ただしこれは実験室の結果からの外挿で、実際の職場で重要な判断を朝と夕方で比べた研究があるわけではありません。試してみる価値のある仮説、という以上のものではないことは断っておきます。

エネルギー切れという説明の弱さ

脳疲労の記事でよく見るのが、脳がエネルギーを大量に使うから疲れる、だから糖やビタミンB群を補う、という筋道です。

前半は事実です。脳は体重の約2%でありながら、安静時のエネルギー消費の20%前後を占めます。

ただ、Raichleらが2006年にまとめているように、脳のエネルギー消費で目立つのはその大部分が課題と関係なく使われていることのほうです⁵。何か作業をしたときに増える分は、全体から見れば小さく、脳画像の研究はその小さな差分を検出している、という整理になっています。

つまり「頭を使ったから燃料を使い切った」という描き方は、測られている量とかみ合っていません。1日中考えごとをしても、脳の消費エネルギーが劇的に増えるわけではないからです。

栄養の話をどう置くか

これは、栄養が関係ないという意味ではありません。

欠食を続けている、極端に偏った食事をしている、といった状態を戻すことには意味があります。一方で、足りている人がさらに足したときに何が起きるかは、別に確かめる必要があります。

脳疲労を掲げる記事の多くが、最後に自社の製品や成分に着地する構造になっているのは、この曖昧さを利用しやすいからでもあります。「脳のエネルギー源」という説明は正しく、そこから「だから足せば回復する」への飛躍だけが検証されていません。

睡眠で洗い流す、はどこまで言えるか

もうひとつ、ほぼすべての記事に出てくるのが「睡眠中に脳の老廃物が排出される」という説明です。

出どころはXieらが2013年に Science で報告した研究です⁶。生きたマウスを対象に、自然な睡眠または麻酔下で脳の間質腔が60%増加し、脳脊髄液と間質液の交換が大きく増えること、それに伴ってアミロイドβの除去速度が上がることを示しました。

この結果はよく知られ、睡眠の意義を説明する材料として広く引用されています。

ところが2024年、Miaoらが Nature Neuroscience で反対向きの結果を報告しました⁷。雄のマウスの脳で蛍光分子の動きと除去を測ったところ、分子の移動は睡眠・覚醒・麻酔と関係なく、しかも除去は睡眠中と麻酔下で増えるのではなく著しく減っていた、という内容です。

ヒトでの測定がまったく無いわけではありません。Eideらが2021年に Brain 誌で報告した研究は、造影剤を髄腔内に投与してMRIで追跡し、1晩の断眠を行った7人と、自由に眠った17人を比べています⁸。断眠した群では、大脳皮質・白質・辺縁系を含むほとんどの領域で造影剤の排出が遅れ、その遅れは翌日に自由に眠っても、48時間後の時点までには取り戻せていませんでした。

ただし、この研究には読むときに外せない条件が3つあります。ひとつ、対象は健康な人ではありません。造影剤の髄腔内投与は臨床上の必要がある場合に限られるため、髄液の異常が疑われて検査を受けていた患者24人が対象です。ふたつ、追ったのは外から入れた造影剤の動きで、脳が日々作り出す代謝産物そのものではありません。みっつ、24人という規模で、割り付けも無作為ではありません。

整理すると、動物実験は結果が割れており、ヒトでの直接測定は小規模で、測っているものも限られるという状態です。「睡眠中に老廃物が洗い流される」を、確定した事実のように書くには早いところがあります。

ここで大事なのは、だから睡眠を軽く見てよいという話にはならない点です。睡眠を削ったときに認知機能が落ちることは、Van Dongenらの実験のようにヒトで直接測られています。機序の説明が揺れていても、結論は変わりません。

理由づけと結論を分けて持っておくと、新しい研究が出たときに動揺しなくて済みます。

測るものさしが、まだ定まっていない

脳疲労を数字で確かめたい、という要望は自然です。ただ、そこにも現状があります。

2025年に Behavior Research Methods に載った系統的レビューは、実験室で精神的疲労を扱った72件の研究を集め、そこで使われた指標を数えました⁹。生理指標だけで30種類、これに視覚に関する4種類と各種の脳機能計測が加わります。

統合の結果、精神的疲労の状態では心拍数、収縮期・拡張期血圧、平均動脈圧が上がり、心拍変動の指標のうちLFとRMSSDが上がり、SDNNが下がっていました（いずれもP≤0.04）。

注意したいのは、心拍変動の指標が同じ方向を向いていないことです。一般に、RMSSDが上がることは副交感神経の活動が高まった状態と読まれます。SDNNの低下と同時に起きているなら、単純な「自律神経が乱れる」という表現では説明しきれません。

レビュー自身の結論も、精神的疲労の生理学的な現れ方はいまだ明確でない、さらにデータが必要だ、というものです。

だからチェックリストの点数は診断ではない

この状況を踏まえると、ウェブ上にある「20項目で脳疲労度を判定」という形式のものをどう扱うかも決まります。

自分の状態を言葉にする道具としては使えます。眠りにくい、決められない、怒りっぽい、といった項目に印がつくこと自体には情報があります。

一方で、合計点が何点だから中等度、という区分は、標準化された基準に対応していません。研究の世界でさえ、何を測れば精神的疲労を捉えられるかが定まっていない段階です。

ウェアラブル端末の数値をどう読むかはHRVとウェアラブルで詳しく扱っています。

休ませ方で、実際に測られた効果

回復の話に移ります。ここが最も実務に近く、そして最も期待と実測の差が大きいところです。

Albulescuらが2022年に PLOS ONE で発表したメタ分析は、作業の合間にとる短い休憩（マイクロブレイク）の効果を集めました¹⁰。19件の文献から22の独立したサンプル、合計2,335人ぶんのデータです。

測ったもの	効果量	有意性
活力（vigor）の向上	d = .36	有意（k=9, n=913）
疲労感の低減	d = .35	有意（k=9, n=803）
全般的なパフォーマンス	d = .16	有意にならず（p=.116, k=15, n=1132）

気分の側は動き、成績の側は動かなかった、という結果です。しかも効果量は小さい水準にとどまります。

下位分析ではもう少し細かいことが分かっています。パフォーマンスへの効果が有意になったのは、認知的な要求が低い課題に限られました。そしてメタ回帰では、休憩が長いほど成績への効果が大きいという関係が出ています。

著者らは、消耗の激しい課題からの回復には10分を超える休憩が必要かもしれない、と書いています。

5分の休憩で頭が戻る、という前提は、いまのデータには支えられていません。 ただし、有意にならなかったことは「効果がない」ことの証明ではありません。統合されたパフォーマンス指標には客観的な課題成績と自己申告が混ざっており、ばらつきも大きいと著者らは書いています。言えるのは、成績が戻るという主張を支える証拠がまだ不確かだ、というところまでです。

自然のなかを歩くと何が変わったか

休ませ方の具体策として繰り返し挙がるのが、自然に触れることです。ここには介入研究があります。

Sudimacらが2022年に Molecular Psychiatry で報告した研究では、健康な参加者63人が、森のなかを1時間歩く条件と、交通量の多い街路を1時間歩く条件のいずれかに割り付けられました¹¹。歩行の前後で、恐怖表情の課題と社会的ストレス課題を行いながら脳活動を測っています。

結果は、森を歩いた後に扁桃体の活動が低下し、街路を歩いた後は変わらなかった、というものです。

ただし、測られたのはストレス関連領域の活動です。認知的な疲労が回復した、という測定ではありません。同じ63人のデータを性別で分けた解析も同じ研究グループから出ており、扁桃体活動の低下が見られたのは女性だけだったと報告されています¹²。独立した追試ではなく、同一コホートの探索的な分析です。

歩くこと自体の効果は朝散歩の効果に、座り続けた状態を切る方法は座りっぱなしの分断にまとめています。

「マルチタスクで40%落ちる」の出どころ

もうひとつ、脳疲労の文脈でほぼ必ず登場する数字があります。マルチタスクは生産性を40%下げる、というものです。

たどっていくと、Rubinstein、Meyer、Evansが2001年に発表した課題切替の研究に行き着きます¹³。実験室で参加者に課題を切り替えさせ、そのたびに生じる時間的なコストを測ったものです。

ただし、この論文に「40%」という数字が結論として書かれているわけではありません。測られたのは、実験課題を切り替えるときの反応時間の増加です。

40%のほうは、著者の一人であるMeyerが「最大で（as much as）生産的時間の40%に当たりうる」と述べた見積もりで、アメリカ心理学会（APA）の解説ページにも、その見積もりとして載っています¹⁴。同じページは、1回の切替コストは場合によっては数十分の1秒にすぎないが、行き来を繰り返すと大きな量になる、とも書いています。職場の1日の生産性を測った実測値ではありません。

切替にコストがかかるという知見自体は堅牢で、実務上も「まとめてやる」ほうが速いという判断を支えます。ただ、40%という数字を自分の労働時間に掛け算すると、実際より強い主張になります。

割り込みを減らす具体的な組み方はデジタルデトックスとポモドーロ・テクニックで扱っています。

自覚に頼らない見方をつくる

ここまでを、実務で使える形にまとめます。

よく聞く話	確かさ	実務での扱い
疲労と疲労感は別	学会が定義。ヒトの実験でも乖離が測られている	前提として持つ
自覚が頭打ちでも成績は落ちる	実験室で寝床時間を14日間制限した研究	自覚以外の手がかりを持つ
1日の認知作業で前頭前野の代謝物が変化	ヒトのMRS研究。機序の解釈は途上	夕方を避けるのは未検証の当てはめ
脳のエネルギー切れ	脳の消費は課題であまり変わらない	補給を回復の主軸にしない
睡眠で老廃物を洗い流す	マウスで結果が割れ、ヒトは24人の小規模研究	理由づけとして強く使わない
睡眠不足で認知機能が落ちる	ヒトで直接測定	削らないことを優先する
短い休憩で回復する	気分は有意、成績は有意にならず	成績が戻る前提で組まない
マルチタスクで40%低下	実測は実験室の切替コスト。40%は研究者の見積もり	方向は妥当、数字は流用しない

そのうえで、自覚に頼らないための手がかりを3つ挙げます。

寝床にいる時間を記録する。 感じ方は当てにならないという前提に立つなら、入力の側を数えるのが確実です。6時間を下回る日が続いているかどうかは、記録さえあれば判断できます。

決めた内容を後から見る。 Wiehlerらの研究で動いたのは、能力ではなく選択の傾きでした。夕方に決めたことが、翌朝の自分から見て「近くて楽なほう」に寄っていないか。これは記録がないと確かめられません。

休憩を、成績が戻る前提で組まない。 メタ分析で確認できたのは、短い休憩で気分の側が改善することまでです。認知的な要求が高い課題では、成績の改善は確認されていません。最適な休憩の長さも決まっていないので、「5分挟んだから戻ったはず」と考えて次の重い作業を積むのは、根拠のない見積もりになります。

集中が続かないこと自体への対処は集中力を上げるに、眠っても疲れが残る場合は寝ても疲れが取れないに分けて扱っています。

ここで言い切れないこと

「脳疲労」という言葉が指す状態そのものを定義した研究はありません。この記事で引いたのは、精神的疲労、認知的疲労、睡眠制限といった別々の枠組みで行われた研究です。それらを重ねて読んでいるのは、この記事の側の判断です。

Van Dongenらの実験は実験室環境で行われ、参加者の年齢は21〜38歳に限られます。14日間の睡眠制限を受けたのは、48人のうちの一部です。実際の職場のように予定が動く環境で、同じ大きさの乖離が出るかは分かりません。

Wiehlerらの研究は代謝物の変化と選択の変化を同時に観察したものであり、前者が後者を引き起こしたことを直接示したわけではありません。著者らも、以前のfMRIデータと合わせて解釈できる、という書き方をしています。

自然環境の研究が測ったのは扁桃体の活動で、仕事の成績ではありません。1時間の散歩という条件も、日常でそのまま再現できるとは限りません。

そして、ここに挙げた研究はいずれも、強い倦怠感が長く続く状態の原因を調べたものではありません。日常生活が回らない水準の疲労には、別の背景があることがあります。その切り分けは医療機関の領域です。

まとめ

• 「脳疲労」は診断名ではないが、その手前にある「疲労」と「疲労感」の区別は学会が定義している
• 疲労感は疲労の代理指標として使えないことがある。睡眠制限の実験では、自覚が頭打ちになった後も成績が落ち続けた
• 1日の高負荷な認知作業の後には、外側前頭前野の代謝物の変化と、選択が低コスト側へ傾く現象が測られている
• 脳のエネルギー切れという説明は、実際に測られている消費量の振る舞いとかみ合わない
• 睡眠中の老廃物排出はマウスで結果が割れており、ヒトの直接測定は24人規模。ただし睡眠を削る根拠にはならない
• 精神的疲労を測る標準的な指標はまだない。セルフチェックの点数は診断ではない
• 短い休憩で改善が確認できたのは気分の側で、認知要求の高い課題での成績改善は確認されていない。最適な長さも決まっていない

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参考文献

Footnotes

1. 日本疲労学会. 抗疲労臨床評価ガイドライン（日常生活により問題となる疲労に対する抗疲労製品の効果に関する臨床評価ガイドライン）. 疲労の定義は日本疲労学会平成22年発表. https://j-fatigue.jp/wp-content/uploads/2024/02/guideline.pdf ↩

2. Van Dongen HPA, Maislin G, Mullington JM, Dinges DF. The cumulative cost of additional wakefulness: dose-response effects on neurobehavioral functions and sleep physiology from chronic sleep restriction and total sleep deprivation. Sleep, 26(2):117-126. 2003. https://doi.org/10.1093/sleep/26.2.117 ↩

3. Wiehler A, Branzoli F, Adanyeguh I, Mochel F, Pessiglione M. A neuro-metabolic account of why daylong cognitive work alters the control of economic decisions. Current Biology, 32(16):3564-3575.e5. 2022. https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.07.010 ↩

4. Boksem MAS, Tops M. Mental fatigue: costs and benefits. Brain Research Reviews, 59(1):125-139. 2008. https://doi.org/10.1016/j.brainresrev.2008.07.001 ↩

5. Raichle ME, Mintun MA. Brain work and brain imaging. Annual Review of Neuroscience, 29:449-476. 2006. https://doi.org/10.1146/annurev.neuro.29.051605.112819 ↩

6. Xie L, Kang H, Xu Q, et al. Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science, 342(6156):373-377. 2013. https://doi.org/10.1126/science.1241224 ↩

7. Miao A, Luo T, Hsieh B, et al. Brain clearance is reduced during sleep and anesthesia. Nature Neuroscience, 27(6):1046-1050. 2024. https://doi.org/10.1038/s41593-024-01638-y ↩

8. Eide PK, Vinje V, Pripp AH, Mardal KA, Ringstad G. Sleep deprivation impairs molecular clearance from the human brain. Brain, 144(3):863-874. 2021. https://doi.org/10.1093/brain/awaa443 ↩

9. Goodman SPJ, Collins B, Shorter K, et al. Approaches to inducing mental fatigue: a systematic review and meta-analysis of (neuro)physiologic indices. Behavior Research Methods, 57(4):102. 2025. https://doi.org/10.3758/s13428-025-02620-7 ↩

10. Albulescu P, Macsinga I, Rusu A, Sulea C, Bodnaru A, Tulbure BT. “Give me a break!” A systematic review and meta-analysis on the efficacy of micro-breaks for increasing well-being and performance. PLOS ONE, 17(8):e0272460. 2022. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0272460 ↩

11. Sudimac S, Sale V, Kühn S. How nature nurtures: amygdala activity decreases as the result of a one-hour walk in nature. Molecular Psychiatry, 27(11):4446-4452. 2022. https://doi.org/10.1038/s41380-022-01720-6 ↩

12. Sudimac S, Kühn S. A one-hour walk in nature reduces amygdala activity in women, but not in men. Frontiers in Psychology, 13:931905. 2022. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2022.931905 ↩

13. Rubinstein JS, Meyer DE, Evans JE. Executive control of cognitive processes in task switching. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 27(4):763-797. 2001. https://doi.org/10.1037/0096-1523.27.4.763 ↩

14. American Psychological Association. Multitasking: Switching costs. https://www.apa.org/topics/research/multitasking ↩