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人类经常用脑:脑细胞会疲劳、堵塞甚至死亡吗?

科普小知识2022-01-17 03:09:29
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一般来说,健康人的大脑是一台不可思议的机器。它可以保持心脏跳动,执行复杂的精神任务,甚至让你边走边嚼口香糖。在很大程度上,大脑可以避免“交通堵塞”,同时轻松处理所有这些事情。为了避免不同部位之间的相互干扰,大脑的不同区域以不同的频率工作。

例如,海马体以大约5 Hz的频率发送信号,而大脑的运动相关区域以32至45 Hz的频率工作。我们可以将这些区域视为出口匝道上的不同等级,以不同频率发送的信号可能会以不同的等级传输,以避免干扰。通过频率的不同,大脑的不同部分可以同时运作,而不会受到干扰或误解。

虽然这个系统很复杂,但并不完美。毕竟,在这些信号在大脑中传输之前,必须有一种机制来激活它们。一些科学家将这种机制比作某种“路由器”,它可以接收信息并向整个大脑发送信号。由于频率不同,这些信号不会相互冲突,但如果路由器接收到的信号之间的间隔太短,它可能会“过载”自己。

收到信号后,大脑会休息一段时间。在此期间,大脑通常需要重置自己,以便接收和处理下一个信号。如果在此期间收到信息,可能会因为大脑的“路由器”被占用而丢失或处理不当。

有时大脑也会经历微小的“交通堵塞”,因为神经元传递信号的路径被阻断了。研究人员发现,果蝇的神经通路有时会有微小的良性堵塞,堵塞大脑信号,造成长达30秒的“交通堵塞”。大多数时候,这些障碍会自行消失,但有些可能会永久存在,干扰大脑不同部分之间的交流。对这些堵塞的进一步研究可能有助于科学家治疗严重的神经系统疾病,如阿尔茨海默病。

大脑会像肌肉一样疲惫吗?

经过一整天的工作,参加期末考试,或者开车带孩子去参加各种课外活动,我相信许多人会感到精神疲惫。当这种“人才流失”开始出现时,不管你多么努力地集中注意力,你最终会发现一切都是徒劳的。

这种精神疲劳是否意味着你的大脑已经超负荷了?换句话说,你的大脑感觉像肌肉一样累吗?精神疲劳和我们通常所说的疲劳有什么区别吗?虽然这些问题的答案涉及一些复杂的化学科学,幸运的是,有一些方法可以在崩溃前控制精神疲劳,而且这些方法很容易理解。

严格地说,大脑是一个器官,与肌肉非常不同。大脑确实有一些肌肉组织,但大部分是脂肪组织。在大脑中,神经元细胞通过化学物质传递信息。虽然大脑不是肌肉,但脑细胞也使用能量来运作。

大脑需要“燃料”来提供能量,而葡萄糖是能量的主要来源。当葡萄糖进入脑细胞时,它被线粒体转化为三磷酸腺苷。这是一种复杂的有机化学物质,用于储存和运输细胞中的能量。

澳大利亚和比利时的研究人员认为,三磷酸腺苷可能是“人才外流”的关键。他们认为当你的大脑努力工作时,它会消耗掉所有的葡萄糖,让你感到疲惫。当葡萄糖水平降低时,三磷酸腺苷水平增加,而三磷酸腺苷的增加将阻止多巴胺的产生。多巴胺是一种让人们感觉良好并保持动力的化学物质。

这项研究发表在2018年的《运动医学》杂志上。这项研究得出结论,当你的大脑没有获得足够的多巴胺时,你继续工作的意愿就会降低。因此,即使大脑不是肌肉,从化学角度来说,你也会因为想得太多而感到疲劳。

我们并不总是使用大脑的“高阶执行功能”。虽然“高级执行功能”可能包括一些明显困难的任务,如参加法学院入学考试,但也可能包括一些小挑战,如一次处理大量新信息。一段时间后,我们的大脑会自动处理事情,消耗更少的能量。例如,如果你每天都以同样的方式开车去上班,这种活动消耗的脑力会比你不断寻找新路线少得多。当你的大脑需要处理源源不断的新信息时,它必须将精力投入到每一个决策中,这会过度使用高级执行功能,导致精神疲劳。

大脑中复杂的化学反应

尽管大脑中可用葡萄糖的耗尽会导致精神疲劳,但是仅仅摄入更多的葡萄糖并不能完全恢复大脑的能量。吃零食或喝咖啡可能有所帮助,但两者都不能消除人才流失,因为脑细胞的功能要复杂得多。

在一个高度集成的网络中,每个脑细胞与10万个其他细胞相连。当你感到疲劳时,你的大脑会减少血流量和电活动。科学家对大脑的理解仍处于理论阶段。虽然每个人都知道休息很重要,但他们仍然不确定为什么休息很重要。

然而,简而言之,维持正常的大脑功能有四个步骤:

1、血液中一定有葡萄糖;

2.葡萄糖必须在细胞中有效运输。

3.葡萄糖必须进入线粒体。

4.线粒体必须产生三磷酸腺苷。

这四个步骤中的任何一个都可能导致精神疲劳。如果没有葡萄糖,细胞功能可能会变慢或工作异常。然而,科学家目前使用的技术并没有提供细胞水平的信息。这些都是目前正在研究的问题。

从压力到倦怠

不管科学家能否解释,你都会真正感到精神疲劳。当精神上的挑战——无论是来自工作、政治还是现代生活的快节奏——不断向你袭来时,你的压力反应会不断变化。这些会导致你的身体释放大量的压力荷尔蒙皮质醇。

压力源并不总是存在。压力也会导致“疲惫”,这可以被描述为“面对太多问题或没有解决办法的事情”。过度压力导致的精神和情感疲劳会影响你的免疫系统,干扰你的注意力、记忆力和注意力。

如何善待你的大脑?

好消息是我们可以完全避免精神崩溃。了解大脑功能的限制因素,如葡萄糖的存在与否,将有助于你改变思维方式。前额叶皮层是高级思维的场所,需要大量的能量。因此,你的大脑不能整天执行复杂的任务。你可以考虑在早上完成最具挑战性的活动。

如果可以,你可以过上更平衡的生活。不要承担太多责任。应该有限度。当面对新的责任时,你应该考虑利弊。你需要一个能让你的大脑休息或提供能量的常规压力管理程序。它一定是有规律的。

然而,如果你正在经历精神疲劳并且没有明确的原因,专家的建议是检查你的身体状况。因为人们会受到不同认知的影响,就像身体会受到不同的影响一样,我们应该警惕情绪感知的变化。

保持健康的饮食和生活方式也很有帮助,包括充足的睡眠,不要对自己太苛刻,不要成为完美主义者。如果你正经历某种倦怠,你应该试着找出原因。你的大脑只能做这些。在科学家对脑细胞的工作方式有更深入的了解之前,你必须关注生活方式的改变。

人类经常用脑:脑细胞会疲劳、堵塞甚至死亡吗?

人类经常使用大脑:脑细胞会变得疲劳、受阻甚至死亡吗?