Zmęczenie ośrodkowe to forma zmęczenia wywodząca się z ośrodkowego układu nerwowego, która niekoniecznie jest odpowiedzią na wymagające warunki fizyczne, ale inne czynniki, takie jak poziom niektórych związków w organizmie. W zmęczeniu centralnym ludzie odczuwają intensywne zmęczenie i mogą chcieć się położyć lub spać. Istnieje wiele teorii wyjaśniających, w jaki sposób rozwija się ten rodzaj zmęczenia i jest to temat interesujący dla badaczy, ponieważ został powiązany z takimi stanami, jak zespół przewlekłego zmęczenia.
Bardzo wysoki poziom serotoniny obserwuje się u osób z centralnym zmęczeniem, a wiele osób ma również podwyższony poziom tryptofanu, prekursora serotoniny. Niektórzy badacze sugerują, że ten stan występuje, gdy zbyt dużo tryptofanu przechodzi przez barierę krew-mózg w odpowiedzi na zmiany metaboliczne, wywołując nadprodukcję serotoniny. Ludzie badali również rolę zapasów glikogenu, a niektóre badania wskazują, że centralny układ nerwowy reaguje na zubożony glikogen, wywołując zmęczenie ośrodkowego układu nerwowego, aby chronić organizm przed uszkodzeniem.
Ten stan wydaje się być powiązany z rytmami okołodobowymi. Podczas normalnych punktów snu w cyklu snu i czuwania organizmy często rozwijają centralne zmęczenie, nawet jeśli nie ma fizycznego powodu do zmęczenia. Można to traktować jako sposób, w jaki centralny układ nerwowy błyska światłami, aby ostrzec ludzi, że serial ma się rozpocząć. Osoby z zaburzonymi cyklami snu i czuwania mogą rozwinąć skrajne zmęczenie, czasami w dziwnych godzinach. Można to zaobserwować u osób z bezsennością, które mogą odczuwać zmęczenie centralne w ciągu dnia, ale nadal nie mogą spać.
Jedna z teorii na temat zmęczenia centralnego sugeruje, że może się ono pojawić, gdy ludzie nadmiernie ćwiczą. Jeśli ludzie ćwiczą zbyt długo, powodując wzrost temperatury rdzenia, a poziom zmagazynowanego glikogenu spada, organizm jest narażony na uszkodzenie narządów. Centralny układ nerwowy może wywołać stan zmęczenia, aby sportowiec przestał i odpoczywał w celu uświadomienia danej osobie objawów niskiego poziomu glukozy we krwi i przegrzania. Kiedy ludzie odpoczywają, zjadają przekąskę, nawadniają się i ochładzają, mogą znowu mieć energię.
Osoby cierpiące na schorzenia związane z centralnym zmęczeniem czasami mają trudności z wyjaśnieniem tego, ponieważ nie jest ono bezpośrednio związane z poziomem aktywności fizycznej. Mogą być w stanie wykonywać regularne czynności fizyczne jednego dnia i być zbyt zmęczeni, aby się ruszyć następnego, z powodu zaburzeń równowagi chemicznej mózgu.