大脑是最耗能的器官!让我平躺,努力思考减肥。

1984年,世界象棋锦标赛因为一个棋手太瘦而被紧急叫停。来自前苏联的热门选手阿纳托利·卡尔波夫(Anatoly Karpov)在长达5个月的几十场比赛中减掉了10公斤,这让主办方担心他的健康状况。

像卡尔波夫一样,国际象棋引起的极端身体变化并不少见。虽然没有其他人经历过如此急剧的减肥,但据著名体育媒体ESPN报道,精英运动员曾在一天内不离开座位消耗超过6000千卡的热量。

大脑是人类消耗大量能量的主要原因吗?努力思考能让我们轻松减肥吗?要回答这个问题,我们首先要知道一个不沉迷象棋的普通大脑每天需要消耗多少能量。

当我们的身体保持静止,只维持基本的呼吸、消化和体温时,身体供给大脑的能量高达20%-25%。这些能量主要以葡萄糖的形式消耗。对于女性来说,这意味着大脑每天会帮助我们消耗350千卡的热量,而对于男性来说是450千卡。

孩子的大脑更饿。杜克大学的道格·博耶(Doug Boyer)是进化人类学副教授,主要研究灵长类起源的解剖和生理变化。他说,五六岁的孩子每天使用大脑60%以上的能量。

这种“嗜糖狂魔”的习惯让大脑成为身体中最耗能的器官——尽管它的重量只占身体总重量的2%。

人脑在“糖瘾”这件事上并不特殊。Boier教授和杜克大学进化人类学博士生Arianna Harrington一起进行了一项研究。他们发现树鼩和倭黑猩猩等小型哺乳动物和人类一样,也向大脑提供大量能量。

Boier认为,对于人类和这些动物来说,大脑虽然较轻,但相对于身体其他部位来说相对较大,这就是它“嗜糖”的原因。Boier在采访中告诉我们:“如果你的大脑相对于你的身体大小来说非常大,那么从新陈代谢的角度来看,它很可能会消耗更多的能量。”

大脑消耗的大部分能量用于大脑中神经细胞之间的交流。哈灵顿说,这个过程需要消耗大量的能量。它需要触发一种叫做“突触”的细胞结构来在细胞膜之间运输许多离子——而跨膜运输离子是大脑中最耗能的过程之一。

此外,大脑从来没有真正休息过。

当我们睡觉时,大脑继续无休止地“燃烧”,在细胞之间传递信号,以维持呼吸、消化和体温等身体功能。为了保持大脑的正常工作,支持细胞需要不断向神经细胞输送营养物质。这些细胞都需要利用体内的葡萄糖来维持自身的生存,完成自己的使命。

大脑发育过程中也需要大量的资源,这就解释了为什么五六岁时大脑消耗的能量几乎是成人的三倍。

既然大脑是一个能量饕餮者,这是否意味着如果我们让它更多地工作,它将消耗更多的能量,我们将燃烧更多的卡路里?

理论上,当大脑在执行一些复杂的任务时,这个问题的答案是肯定的。

不同的人对“复杂”有不同的标准。渥太华大学心理学和神经科学教授克劳德·梅西耶(Claude Messier)认为,复杂任务一般是指“大脑不能轻易使用先前储存的知识的任务,或者条件不断变化的任务”,例如学习一种新的乐器,或者在激烈的象棋比赛中走出新颖的步法。

梅西耶说,当学习新的知识和技能时,大脑会相应地激活一些脑区,增加能量消耗。随着我们新获得的技能越来越熟练,大脑将不再需要像刚学习时那样努力工作,因此最终消耗的能量会更少。

在这种情况下,我们刚开始学习一些累人的任务时,为了补充能量,可以多吃一些含糖量高的零食吗?

当然,如果你只是需要糖果让自己更兴奋。但是,如果你认为深入思考的过程会让你消耗掉那块甜点,那么很不幸我告诉你——不会。

在看不见的场景背后,大脑消耗着巨大的能量进行多维度的工作;相比之下,我们努力思考,消耗的能量非常少。梅西耶解释说:“大脑消耗的大部分能量实际上是用来供给看不见的、无意识的活动;而且,这些活动与我们在大川的有意识行为(比如学唱歌或者学弹吉他)没有关联。”

换句话说,学习一项新技能或做一些复杂的事情并不是大脑工作中最消耗能量的部分。梅西耶补充道:“事实上,当我们学习新知识和新活动时,大脑投入这些‘新事物’的能量与大脑的其他总能量消耗相比,其实是非常小的。”

哈灵顿解释说:“大脑可以将血液和能量转移到一些目前活跃的特定区域;但总的来说,大脑可以利用的能量应该是相对恒定的。”因此,虽然我们进行一些复杂的思维活动,但大脑的某些区域会出现一个能量消耗高峰;但与大脑的总能量消耗相比,这些活动不会引起明显的变化。

既然如此,如何解释卡尔波夫在棋局中的单薄?目前的认识是,这主要是因为比赛带来的压力和食量减少,而不是精神消耗。

棋手在比赛中压力很大,会紧张,会导致心率加快,呼吸加快,出汗,燃烧热量。除此之外,有时候为了比赛,选手不得不连续坐八个小时,这也会打乱他们正常的饮食规律。类似的能量消耗在舞台演员和音乐家中也很常见,他们经常处于高压下,饮食习惯经常被打乱。

梅西耶解释说:“长时间保持身体活跃是一件非常消耗能量的事情;如果这个时候不能维持正常的食量,就有可能瘦下来。"

所以,结论是——可惜,思考本身并不能让我们变瘦。但是下次你没有灵感的时候,多吃一块巧克力也无妨。