Мислення насправді важко спалює більше калорій

На відміну від фізичних вправ, розумові тренування, ймовірно, не вимагають значно більше енергії, ніж зазвичай. Однак, вважаючи, що ми виснажили мізки, може бути достатньо, щоб викликати втому

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Зареєструватися "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

У період з жовтня по червень вони перебираються з аудиторій, гімназій та навчальних кабінетів, їхні очі пристосовуються до сонячного світла, коли пальці дотику пробуджують мобільні телефони, які мовчали чотири години поспіль. Деякі підносять руку до чола, ніби намагаючись втерти головний біль. Інші затримуються перед парковкою, не знаючи, що робити далі. Вони абсолютно виснажені, але не через якісь важкі фізичні навантаження. Швидше, ці старшокласники щойно пройшли SAT. "Я міцно спала, як тільки повернулася додому", - сказала Ікра Ахмад The Local, щоденнику New York Times, коли у неї взяли інтерв'ю для сюжету на тему "Похмілля СБ".

Мозкова сила
Хоча середній мозок дорослої людини важить близько 1,4 кілограма, що становить лише 2 відсотки від загальної ваги тіла, він вимагає 20 відсотків нашого рівня метаболізму в спокої (RMR) - загальної кількості енергії, яку наші тіла витрачають за один дуже ледачий день відсутності активності. RMR залежить від людини залежно від віку, статі, розміру та стану здоров’я. Якщо ми припустимо, що середня швидкість метаболізму у спокої становить 1300 калорій, то мозок споживає 260 із цих калорій лише для того, щоб підтримувати порядок. Це 10,8 калорій щогодини або 0,18 калорій щохвилини. (Для порівняння див. Гарвардську таблицю калорій, спалених під час різних видів діяльності). Трохи розрахувавши математику, ми можемо перетворити це число у міру потужності:

—Заспокійливий рівень обміну речовин: 1300 кілокалорій, або ккал, такий, що використовується в харчуванні
—1 300 ккал протягом 24 годин = 54,16 ккал на годину = 15,04 грам калорій в секунду
—15,04 грам калорій/сек = 62,93 джоулів/сек = близько 63 Вт
—20 відсотків від 63 Вт = 12,6 Вт

Отже, типовий мозок дорослої людини працює приблизно на 12 Вт - п’ята частина потужності, необхідної для стандартної лампочки 60 Вт. Порівняно з більшістю інших органів мозок жадібний; проти ядерної електроніки це вражаюче ефективно. Ватсон від IBM, суперкомп'ютер, який переміг Jeopardy! чемпіонів, залежить від дев'яноста серверів IBM Power 750, кожен з яких потребує близько тисячі ват.

Енергія надходить до мозку через кровоносні судини у вигляді глюкози, яка транспортується через гематоенцефалічний бар’єр і використовується для виробництва аденозинтрифосфату (АТФ), основної валюти хімічної енергії в клітинах. Експерименти як з тваринами, так і з людьми підтвердили, що коли нейрони в певній області мозку загоряються, місцеві капіляри розширюються, доставляючи більше крові, ніж зазвичай, разом із додатковою глюкозою та киснем. Така послідовна реакція робить можливим дослідження нейровізуалізації: функціональна магнітно-резонансна томографія (фМРТ) залежить від унікальних магнітних властивостей крові, що надходить до та з нейронів, що обстрілюють. Дослідження також підтвердили, що як тільки розширені кровоносні судини доставляють додаткову кількість глюкози, клітини мозку втрачають її.

Не дуже прості цукри
Незадовільні та суперечливі висновки досліджень глюкози підкреслюють, що споживання енергії в мозку - це не проста справа, коли більші розумові зусилля витрачають більшу частину доступної енергії організму. Клод Мессьє з Університету Оттави розглянув багато таких досліджень. Він досі не впевнений, що будь-яке когнітивне завдання помітно змінює рівень глюкози в мозку або крові. "Теоретично, так, більш складне розумове завдання вимагає більше енергії, оскільки більше нервової діяльності, - каже він, - але коли люди виконують одне розумове завдання, ви не побачите значного збільшення споживання глюкози як значного відсотка від Загальний показник. Базовий рівень - це досить багато енергії - навіть у повільно-хвильовому сні з дуже малою активністю все ще спостерігається високий рівень споживання глюкози ". Більшість органів не потребують стільки енергії для основного ведення домашнього господарства. Але мозок повинен активно підтримувати належні концентрації заряджених частинок у мембранах мільярдів нейронів, навіть коли ці клітини не стріляють. Завдяки цьому дорогому і постійному обслуговуванню мозок зазвичай має енергію, необхідну для невеликої додаткової роботи.