Gândind cu adevărat greu arde mai multe calorii Scientific American
Spre deosebire de exercițiul fizic, antrenamentele mentale probabil nu necesită mult mai multă energie decât de obicei. Crezând că ne-am epuizat creierul, totuși, poate fi suficient pentru a induce oboseala
"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.scientificamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text = butonul" Înscrieți-vă "data-newsletter -link = "https://www.scientificamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">
Între octombrie și iunie, ei se îndepărtează de auditoriile, gimnaziile și sălile de clasă, cu ochii adaptându-se la lumina soarelui, în timp ce degetele se bâzâie pentru a trezi telefoanele mobile care au tăcut timp de patru ore consecutive. Unii își ridică o mână la frunte, ca și când ar încerca să-și frece durerea de cap. Alții rămân în fața parcării, neștiind ce să facă în continuare. Sunt absolut epuizați, dar nu din cauza oricărei activități fizice intense. Mai degrabă, acești liceeni tocmai au luat SAT. „Am adormit de îndată ce am ajuns acasă”, a declarat Ikra Ahmad pentru The Local, un blog din New York Times, când a fost intervievată pentru o poveste despre „mahmureala SAT”.
Puterea creierului
Deși creierul uman adult mediu cântărește aproximativ 1,4 kilograme, doar 2% din greutatea corporală totală, necesită 20% din rata metabolică de repaus (RMR) - cantitatea totală de energie pe care o consumă corpul nostru într-o zi foarte leneșă, fără activitate. RMR variază de la persoană la persoană în funcție de vârstă, sex, dimensiune și sănătate. Dacă presupunem o rată metabolică medie de odihnă de 1.300 de calorii, atunci creierul consumă 260 din aceste calorii doar pentru a menține lucrurile în ordine. Adică 10,8 calorii în fiecare oră sau 0,18 calorii în fiecare minut. (Din motive de comparație, consultați tabelul Harvard al caloriilor arse în timpul diferitelor activități). Cu puțină matematică, putem converti acel număr într-o măsură de putere:
—Rata metabolică de repaus: 1300 kilocalorii sau kcal, de tipul celor utilizate în nutriție
—1,300 kcal peste 24 de ore = 54,16 kcal pe oră = 15,04 grame de calorii pe secundă
—15,04 grame calorii/sec = 62,93 jouli/sec = aproximativ 63 wați
—20 la sută din 63 de wați = 12,6 wați
Deci, un creier uman tipic pentru adulți funcționează în jur de 12 wați - o cincime din puterea necesară unei becuri standard de 60 de wați. Comparativ cu majoritatea celorlalte organe, creierul este lacom; contracarată de electronica artificială, este uimitor de eficientă. Watson de la IBM, supercomputerul care a învins Jeopardy! campioni, depinde de nouăzeci de servere IBM Power 750, fiecare dintre care necesită aproximativ o mie de wați.
Energia se deplasează către creier prin intermediul vaselor de sânge sub formă de glucoză, care este transportată peste bariera hematoencefalică și utilizată pentru a produce adenozin trifosfat (ATP), principala monedă a energiei chimice din celule. Experimentele efectuate atât cu animale, cât și cu oameni au confirmat că atunci când neuronii dintr-o anumită regiune a creierului se declanșează, capilarele locale se dilată pentru a furniza mai mult sânge decât de obicei, împreună cu glucoză și oxigen în plus. Acest răspuns consecvent face posibile studii de neuroimagistică: imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (IRMF) depinde de proprietățile magnetice unice ale sângelui care curge către și de la neuronii care trag. Cercetările au confirmat, de asemenea, că odată ce vasele de sânge dilatate furnizează glucoză suplimentară, celulele creierului o elimină.
Nu atât de simple zaharuri
Descoperirile nesatisfăcătoare și contradictorii din studiile privind glucoza subliniază că consumul de energie din creier nu este o simplă chestiune de efort mental mai mare care aruncă mai mult din energia disponibilă a corpului. Claude Messier de la Universitatea din Ottawa a trecut în revistă multe astfel de studii. El rămâne neconvins că orice sarcină cognitivă modifică măsurabil nivelul de glucoză din creier sau din sânge. „În teorie, da, o sarcină mentală mai dificilă necesită mai multă energie, deoarece există mai multă activitate neuronală”, spune el, „dar atunci când oamenii fac o sarcină mentală nu veți vedea o creștere mare a consumului de glucoză ca un procent semnificativ al rata generală. Nivelul de bază este destul de multă energie - chiar și în somnul cu unde lente, cu o activitate foarte mică, există încă un consum de bază ridicat de glucoză. " Majoritatea organelor nu necesită atât de multă energie pentru menajele de bază. Dar creierul trebuie să mențină în mod activ concentrații adecvate de particule încărcate pe membranele a miliarde de neuroni, chiar și atunci când acele celule nu trag. Datorită acestei întrețineri costisitoare și continue, creierul are de obicei energia de care are nevoie pentru un pic de muncă suplimentară.