Ile energii zużywamy na myślenie i używanie mózgu?
Nasze mózgi zużywają więcej tlenu podczas wykonywania bardziej wymagających zadań.
To jest Inżynieria/Pexels

Po długim dniu pracy lub nauki Twój mózg może mieć wrażenie, że został pozbawiony energii. Ale czy nasz mózg spala więcej energii podczas uprawiania sportu umysłowego niż podczas innych czynności, takich jak oglądanie telewizji?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy przyjrzeć się maszynowni naszego mózgu: komórkom nerwowym. Główną walutą energetyczną naszych komórek mózgowych jest cząsteczka zwana trójfosforanem adenozyny (lub ATP), którą nasz organizm wytwarza z cukru i tlenu.

Śledzenie zużycia energii przez mózg można przeprowadzić zarówno za pomocą cukru, jak i tlenu, ale tlen jest bardziej dostępną opcją.

Śledzenie zużycia tlenu, mózg Rachunki dla około 20% zużycia energii przez organizm, mimo że stanowi tylko 2% jego wagi.


wewnętrzna grafika subskrypcji


To około 0.3 kilowatogodziny (kWh) dziennie dla przeciętnej osoby dorosłej, ponad 100 razy więcej niż wymaga typowy smartfon codziennie. Jest to odpowiednik 260 kalorii lub 1,088 kilodżuli (kJ) dziennie (przeciętne całkowite spożycie energii przez osobę dorosłą wynosi około 8,700 kJ dziennie).

Skąd wiemy?

W 2012 roku brytyjski neuronaukowiec David Attwell i współpracownicy zmierzone zużycie tlenu w kawałkach mózgów szczurów.

Ustalili, że podczas gdy 25% zapotrzebowania na energię jest wykorzystywane na czynności porządkowe, takie jak konserwacja ścian komórkowych, większość 75% jest wykorzystywana do przetwarzania informacji, takich jak obliczenia i przesyłanie sygnałów neuronowych.

Nie możemy w ten sposób zmierzyć zużycia energii przez mózg u ludzi, ale możemy śledzić tlen, ponieważ zwiększona aktywność mózgu wymaga więcej tlenu.

Jednym ze sposobów pomiaru zmian zużycia tlenu w naszym organizmie jest pomiar CO? poziomy za pomocą urządzenia do kapnografii (w którym powietrze dostaje się do rurki). Wymaga to od uczestników noszenia maski, ale jest inaczej nieinwazyjne.

Badania faktycznie pokazują, że zwiększone obciążenie umysłowe (takie jak wykonywanie arytmetyki w pamięci, rozumowanie lub wielozadaniowość) wiąże się ze zwiększonym zużyciem tlenu (mierzonym za pomocą WSPÓŁ? uwolnienie).

Jednak zwiększone zużycie tlenu może być również spowodowane reakcją całego ciała na emocjonalną, stresującą sytuację i nie odzwierciedla rzeczywistych zmian w aktywności mózgu.

Czy możemy zmierzyć zużycie tlenu tylko w mózgu?

To skomplikowane. Zwiększona aktywność mózgu powoduje zwiększoną podaż krwi bogatej w tlen. Ten dodatkowy dopływ krwi bogatej w tlen jest specyficzny dla regionu i może być (dosłownie) kierowany z mikrometrową precyzją do aktywnych neuronów.

Ponieważ krew i jej tlen są słabo przyciągane Pola magnetyczne, możemy użyć MRI (rezonansu magnetycznego), narzędzia wolnego od promieniowania, aby uzyskać, choć pośrednio, pomiar aktywności mózgu.

Ale niestety nie możemy użyć MRI, aby powiedzieć nam, ile energii nasz mózg zużywa na różne czynności umysłowe. Badania MRI mogą zidentyfikować jedynie względne różnice w aktywności mózgu i zużyciu energii, a nie wartości bezwzględne.

Ma to jednak sens, biorąc pod uwagę, że nasz mózg jest zawsze włączony i dlatego zawsze ma zapotrzebowanie na energię. Nawet w chwilach, które od niechcenia rozważamy stany bezczynności, wciąż przetwarzamy ogromne ilości informacji.

Po pierwsze, istnieje wszechobecny bodziec sensoryczny: zazwyczaj nie spędzamy dnia w ciemny zbiornik flotacyjny.

Po drugie, nasza aktywność umysłowa, nawet w pozornie bezzadowym stanie, odbija się od wspomnień o przeszłych wydarzeniach i planowania naszej przyszłości.

Wreszcie, są nasze emocje, które nawet subtelne (takie jak uczucie spokoju lub niepewności) są produktami aktywności mózgu i dlatego wiążą się z ciągłym kosztem energii.

Więc o ile wzrasta aktywność mózgu?

Weźmy coś prostego, na przykład zwracanie uwagi. Badania MRI wykazały, że uważne monitorowanie poruszających się obiektów w porównaniu z biernym obserwowaniem ich zwiększa aktywność mózgu w korze wzrokowej o ok wokół 1%.

To nie wydaje się zbyt wiele, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że płat potyliczny, w którym znajduje się kora wzrokowa (która nadaje sens temu, co widzimy), tylko nadrabia około 18% naszej masy mózgowej.

Ale co ciekawe, przetwarzanie informacji wizualnych prowadzi do zmniejszenie aktywności w obszarach słuchowych, co oznacza, że ​​zużywamy mniej energii na przetwarzanie dźwięków w naszym otoczeniu. Działa to również w drugą stronę: kiedy zajmujemy się informacjami dźwiękowymi, zmniejszamy naszą aktywność przetwarzania wizualnego.

Na poziomie całego mózgu koszt skupienia uwagi na bodźcu wzrokowym jest prawdopodobnie już zrekompensowany oszczędnościami w przetwarzaniu słuchowym.

Ile energii zużywamy na myślenie i używanie mózgu?
Nasz mózg dokonuje kompromisów, gdy skupiamy się na różnych rzeczach.
Shutterstock

Krótko mówiąc, badania mówią nam, że aktywność umysłowa jest rzeczywiście związana ze zwiększonym zużyciem energii. Mimo to wzrost jest minimalny, specyficzny dla regionu i często równoważony spadkami energii w innych obszarach.

Dlaczego więc czujemy się wyczerpani po zbyt dużej aktywności umysłowej?

To prawdopodobnie wynik stresu psychicznego. Złożone zadania umysłowe są zwykle również wyzwaniem emocjonalnym i prowadzą do zwiększona aktywacja naszego współczulnego układu nerwowego, co ostatecznie prowadzi do zmęczenia psychicznego i fizycznego.

Dobrą wiadomością jest to, że nie musimy się martwić, że zbyt duża aktywność umysłowa wysysa energię z naszego mózgu. Ale nadal dobrym pomysłem jest tempo, aby uniknąć przeciążenia psychicznego, stresu i zmęczenia.Konwersacje

O autorze

Oliver Baumann, Adiunkt, Szkoła Psychologii, Bond University

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Książki o poprawie wydajności z listy bestsellerów Amazon

„Szczyt: Sekrety nowej nauki wiedzy specjalistycznej”

autorstwa Andersa Ericssona i Roberta Poola

W tej książce autorzy opierają się na swoich badaniach w dziedzinie wiedzy specjalistycznej, aby zapewnić wgląd w to, jak każdy może poprawić swoje wyniki w dowolnej dziedzinie życia. Książka oferuje praktyczne strategie rozwijania umiejętności i osiągania mistrzostwa, z naciskiem na przemyślaną praktykę i informacje zwrotne.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

„Atomowe nawyki: łatwy i sprawdzony sposób na budowanie dobrych nawyków i przełamywanie złych”

autorstwa Jamesa Cleara

Ta książka oferuje praktyczne strategie budowania dobrych nawyków i łamania złych, z naciskiem na małe zmiany, które mogą prowadzić do wielkich rezultatów. Książka opiera się na badaniach naukowych i rzeczywistych przykładach, aby zapewnić praktyczne rady dla każdego, kto chce poprawić swoje nawyki i osiągnąć sukces.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

„Nastawienie: nowa psychologia sukcesu”

przez Carol S. Dweck

W tej książce Carol Dweck bada koncepcję nastawienia i tego, jak może ono wpłynąć na nasze wyniki i powodzenie w życiu. Książka oferuje wgląd w różnicę między nastawieniem na trwałość a nastawieniem na rozwój oraz przedstawia praktyczne strategie rozwijania nastawienia na rozwój i osiągania większych sukcesów.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

„Siła nawyku: dlaczego robimy to, co robimy w życiu i biznesie”

przez Charlesa Duhigg

W tej książce Charles Duhigg bada naukę stojącą za kształtowaniem nawyków i sposób, w jaki można ją wykorzystać do poprawy naszych wyników we wszystkich dziedzinach życia. Książka oferuje praktyczne strategie rozwijania dobrych nawyków, łamania złych i wprowadzania trwałych zmian.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

„Mądrzejszy, szybszy, lepszy: Sekrety produktywności w życiu i biznesie”

przez Charlesa Duhigg

W tej książce Charles Duhigg bada naukę o produktywności i o tym, jak można ją wykorzystać do poprawy naszych wyników we wszystkich dziedzinach życia. Książka opiera się na rzeczywistych przykładach i badaniach, aby zapewnić praktyczne porady dotyczące osiągania większej produktywności i sukcesu.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić