Сколько энергии мы тратим на размышления и использование нашего мозга?
Наш мозг использует больше кислорода при выполнении более сложных задач.
Это инженерия/Pexels

После долгого рабочего дня или учебы ваш мозг может чувствовать себя истощенным. Но расходует ли наш мозг больше энергии при занятиях умственной атлетикой, чем при других видах деятельности, таких как просмотр телевизора?

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны заглянуть в машинное отделение нашего мозга: нервные клетки. Основной энергетической валютой клеток нашего мозга является молекула под названием аденозинтрифосфат (или АТФ), которую наш организм вырабатывает из сахара и кислорода.

Отследить потребление мозгом энергии можно с помощью как сахара, так и кислорода, но кислород является более доступным вариантом.

Отслеживание потребления кислорода, мозг аккаунты для около 20% потребляемой организмом энергии, несмотря на то, что они составляют всего 2% его веса.


графика подписки внутри себя


Это около 0.3 киловатт-часа (кВтч) в день для среднего взрослого человека, что более чем в 100 раз больше, чем у обычного человека. обычный смартфон требует ежедневно. И это эквивалентно 260 калориям или 1,088 килоджоулей (кДж) в день (общее потребление энергии у среднего взрослого человека составляет около 8,700 кДж в день).

Откуда нам знать?

В 2012 году британский нейробиолог Дэвид Аттвелл и его коллеги измеренное потребление кислорода в срезах крысиного мозга.

Они определили, что в то время как 25% потребности в энергии используются для ведения домашнего хозяйства, например, поддержания клеточных стенок, основная часть 75% используется для обработки информации, такой как вычисления и передача нейронных сигналов.

Мы не можем таким образом измерить потребление энергии мозгом у людей, но мы можем следить за кислородом, так как повышенная мозговая активность требует больше кислорода.

Одним из подходов к измерению изменений потребления кислорода нашим организмом является измерение CO? уровни через устройство капнографии (где воздух поступает в трубку). Это требует от участников носить маску, но в противном случае неинвазивным.

Исследования действительно показывают, что повышенная умственная нагрузка (например, выполнение ментальных арифметических действий, рассуждений или многозадачность) связана с повышенным потреблением кислорода (измеряемым с помощью СО? выпускать).

Однако повышенное потребление кислорода также может быть связано с реакцией всего организма на эмоциональную, стрессовую ситуацию и не отражать реальных изменений в активности мозга.

Можем ли мы измерить потребление кислорода только мозгом?

Все сложно. Повышенная мозговая активность вызывает увеличение притока богатой кислородом крови. Этот дополнительный запас богатой кислородом крови специфичен для региона и может быть (буквально) направлен с микрометровой точностью к активным нейронам.

Поскольку кровь и ее кислород слабо притягиваются магнитные поля, мы можем использовать МРТ (магнитно-резонансную томографию), безрадиационный инструмент, чтобы получить, хотя и косвенное, измерение мозговой активности.

Но, к сожалению, мы не можем использовать МРТ, чтобы сказать нам, сколько энергии наш мозг использует для различных умственных действий. Исследования МРТ могут выявить только относительные различия в активности мозга и потреблении энергии, а не абсолютные значения.

Однако это имеет смысл, учитывая, что наш мозг всегда включен и, следовательно, всегда нуждается в энергии. Даже в моменты, когда мы можем небрежно рассматривать состояния праздного ума, мы все равно обрабатываем огромное количество информации.

Во-первых, это постоянная сенсорная информация: обычно мы не проводим день в темный плавучий резервуар.

Во-вторых, наша умственная деятельность, даже в кажущемся беззаботном состоянии, будет отскакивать от наших воспоминаний о прошлых событиях и планирования нашего будущего.

Наконец, есть наши эмоции, которые, даже если они малозаметны (например, чувство безмятежности или неуверенности), являются продуктами мозговой деятельности и, следовательно, сопровождаются постоянными энергетическими затратами.

Итак, насколько увеличивается активность мозга?

Возьмем что-нибудь простое, например, внимание. Исследования МРТ показали, что внимательное наблюдение за движущимися объектами по сравнению с пассивным наблюдением за ними увеличивает активность мозга в зрительной коре на вокруг% 1.

Кажется, что это не так уж много, особенно если учесть, что затылочная доля, в которой находится зрительная кора (которая придает смысл тому, что мы видим), только компенсирует о 18% массы нашего мозга.

Но интересно, что обработка визуальной информации приводит к снижение активности в слуховых областях, а это означает, что мы тратим меньше энергии на обработку звуков в окружающей среде. Это работает и в обратном направлении: когда мы обращаем внимание на слуховую информацию, мы уменьшаем нашу визуальную активность обработки.

На уровне всего мозга стоимость внимания к зрительному стимулу, вероятно, уже компенсируется экономией на слуховой обработке.

Сколько энергии мы тратим на размышления и использование нашего мозга?
Наш мозг идет на компромиссы, когда мы фокусируемся на разных вещах.
Shutterstock

Итак, в двух словах, исследования говорят нам, что умственная активность действительно связана с повышенным потреблением энергии. Тем не менее, это увеличение является минимальным, специфичным для региона и часто компенсируется снижением энергопотребления в других областях.

Тогда почему мы чувствуем себя истощенными после слишком большой умственной деятельности?

Скорее всего, это результат психического стресса. Сложные умственные задачи, как правило, также являются эмоционально сложными и приводят к повышенная активация нашей симпатической нервной системы, что в конечном итоге приводит к умственной и физической усталости.

Хорошая новость заключается в том, что нам не нужно беспокоиться о том, что чрезмерная умственная деятельность истощит энергию нашего мозга. Тем не менее, это хорошая идея, чтобы избежать умственной перегрузки, стресса и усталости.Беседа

Об авторе

Оливер Бауманн, доцент факультета психологии, Университет Бонда

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по повышению производительности из списка бестселлеров Amazon

«Пик: секреты новой науки экспертизы»

Андерс Эрикссон и Роберт Пул

В этой книге авторы опираются на свои исследования в области знаний, чтобы дать представление о том, как каждый может улучшить свои результаты в любой сфере жизни. Книга предлагает практические стратегии развития навыков и достижения мастерства с упором на преднамеренную практику и обратную связь.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

«Атомные привычки: простой и проверенный способ выработать хорошие привычки и избавиться от плохих»

Джеймс Клир

Эта книга предлагает практические стратегии формирования хороших привычек и избавления от плохих, уделяя особое внимание небольшим изменениям, которые могут привести к большим результатам. Книга основана на научных исследованиях и примерах из реальной жизни, чтобы дать практические советы всем, кто хочет улучшить свои привычки и добиться успеха.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

«Мышление: новая психология успеха»

Кэрол С. Двек

В этой книге Кэрол Дуэк исследует концепцию образа мышления и то, как он может повлиять на нашу производительность и успех в жизни. Книга предлагает понимание разницы между фиксированным мышлением и мышлением роста, а также предоставляет практические стратегии для развития мышления роста и достижения большего успеха.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

«Сила привычки: почему мы делаем то, что делаем в жизни и бизнесе»

Чарльз Дахигг

В этой книге Чарльз Дахигг исследует науку, лежащую в основе формирования привычек, и то, как ее можно использовать для улучшения нашей работы во всех сферах жизни. Книга предлагает практические стратегии для развития хороших привычек, избавления от плохих и создания устойчивых изменений.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

«Умнее, быстрее, лучше: секреты продуктивности в жизни и бизнесе»

Чарльз Дахигг

В этой книге Чарльз Дахигг исследует науку о продуктивности и то, как ее можно использовать для повышения производительности во всех сферах жизни. Книга основана на реальных примерах и исследованиях, чтобы дать практические советы для достижения большей производительности и успеха.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа