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科学家发现大脑新秘密:思考会消耗更多热量

科普小知识2022-06-22 07:18:36
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在1984年的世界象棋锦标赛上,由于俄罗斯选手阿那托里·卡尔波夫看起来太瘦太憔悴,比赛不得不突然停止。在此之前的五个月里,karpov参加了几十场比赛,体重减轻了10公斤,这让比赛组织者非常担心他的健康。

在这场比赛中,卡波夫并不是唯一一个受到如此极端健康影响的人。尽管从那以后没有运动员在比赛中减掉这么多体重,但这些顶尖运动员一天可以燃烧多达6000卡路里的热量,而且还能坐一整天。

如此大量的热量消耗与大脑有关吗?这是否意味着努力思考可以帮助我们轻松减肥?为了理解这个问题,我们必须首先理解正常情况下大脑的能量消耗。

当身体处于静止状态时(即除了基本呼吸、消化和体温维持之外,它不参与任何活动),大脑消耗高达全身的20%至25%,主要以葡萄糖的形式存在。对于普通男性和女性来说,这两种能量分别约为350卡路里和450卡路里。童年时,大脑甚至更“贪婪”。一般来说,五六岁儿童的大脑可以消耗高达60%的身体总能量。尽管大脑的重量仅占总重量的2%,但大脑“贪吃”葡萄糖的习惯使其成为消耗全身最多能量的器官。

饥饿的大脑

除了人类,其他动物也有这种特征。研究发现,像小臭鼬和狨猴这样的超小型哺乳动物也像人类一样将大部分能量分配给大脑。为什么会这样?虽然大脑不重,但相对于身体的其他部分来说,它相对较大。这样,大脑的新陈代谢需要消耗更多的能量。

大脑消耗的大部分能量用于神经元之间的交流,这是通过化学信号在称为突触的细胞结构之间传递来实现的。激活突触需要大量的能量,这包括大量的离子穿过细胞膜,这是大脑中最消耗能量的过程之一。

此外,大脑从不停止休息。即使在睡眠中,大脑也需要能量来维持细胞间的信号传递,从而确保正常的身体功能。不仅如此,还有一些细胞专门负责向神经元输送营养,这些细胞也需要一定量的葡萄糖来生存和工作。这也可以解释为什么童年时大脑的能量消耗比其他年份大,因为当我们五六岁时,大脑正处于快速发育时期,需要的能量是成人大脑的近三倍。

让大脑“锻炼”吗?

既然大脑消耗如此多的能量,这是否意味着大脑工作越努力,消耗的能量越多,我们燃烧的热量就越多?理论上,如果大脑正在做涉及认知能力的困难任务,那么答案是肯定的。对于不同的人来说,思考任务的难度也不同。然而,总的来说,这样的任务可以被描述为“大脑无法用先前学习的思维方式轻松解决的任务,或者是随着条件变化的任务。”学习乐器,思考棋步和其他活动可能是其中之一。

当接受训练和学习新东西时,大脑需要做出调整,以增加由训练激活的大脑区域的能量转换。然而,随着我们越来越熟练地完成一项特定的任务,大脑会越来越容易地工作,完成任务所消耗的能量也会越来越少。

话虽如此,在开始学习困难的任务时,为了增加身体的能量储备,吃甜食不是什么大事,是吗?如果你只是想吃一些甜食来提升你的情绪,那么你自然可以这样做,但是如果你认为光是思考就能消耗这些卡路里,那么你就错了。因为尽管大脑消耗大量能量,但真正用于思考的能量实际上相对较少,而且大部分能量是由那些“秘密”活动消耗的。我们经常没有意识到这些活动的存在,其中许多与学习唱歌或弹吉他以及其他有意识的活动无关。

换句话说,学习新任务或解决难题实际上并不是最耗能的大脑活动。事实上,与大脑的总能量消耗相比,“新活动”消耗的能量实际上非常少。研究人员进一步解释说,大脑将为当前活跃的大脑区域提供更多的血液(即能量),但大脑的整体能量水平基本保持不变。因此,尽管当我们完成困难的认知任务时,局部大脑区域的能量消耗会明显增加,但是大脑的整体能量消耗不会改变太多。

“打鸡血”的身体

但是如果是这样的话,karpov怎么解释他在比赛中体重急剧下降呢?科学家普遍认为这与减少压力和食物摄入有关,而不是由绞尽脑汁引起的。

顶尖棋手将面临巨大压力,导致心率加快、呼吸加快、出汗等。随着时间的推移,这些效应会消耗更多的热量。此外,顶尖运动员有时不得不连续坐8个小时,这将扰乱他们正常的饮食模式。此外,舞台表演者和音乐家经常处于高压下,他们的进食节奏经常被打乱,从而导致体重减轻。

科学家指出,长时间保持身体兴奋是一件非常消耗能量的事情。此时,如果你不能保持正常的食欲,你可能会减肥。总而言之,光靠思考不能让我们保持苗条。然而,当灵感耗尽,需要“充血”时,吃一小块巧克力也不错。

科学家发现大脑新秘密:思考会消耗更多热量

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