大脑思考时要消耗多少卡路里？多多思考能减肥？

通过测试让你的大脑燃烧卡路里——但是燃烧多少？

照片:梭特斯托克

1984年，由于俄罗斯精英阿纳托利·卡尔波夫令人担忧的消瘦，世界象棋锦标赛突然取消。卡尔波夫在五个月和几十场比赛中减掉了22磅(10公斤)，组织者非常担心他的健康。

卡尔波夫并不是唯一一个经历了比赛中极度“身体伤害”的人。据ESPN称，尽管从那以后没有棋手经历过如此严重的减肥，但据报道，精英棋手每天可以消耗大约6000卡路里——这些卡路里不包括离开座位的热量。

大脑是能量的巨大接受者吗？这是否意味着努力思考是减肥的简单方法？为了进一步探索这个问题，我们首先需要知道一个不痴迷象棋的正常大脑消耗了多少能量。

当身体处于静止状态时——除了呼吸、消化和保持体温等基本活动外，它不从事任何活动——我们知道大脑消耗身体总能量的20%至25%，主要是葡萄糖。

这意味着普通女性或男性每天消耗350或450卡路里。童年时，大脑更贪婪。杜克大学进化人类学副教授道格·博耶说:“在5岁至6岁的儿童中，大脑可以使用超过60%的能量。”博耶研究与灵长类起源相关的解剖学和生理学变化。

这种含糖的习惯实际上使大脑成为身体中最消耗能量的“昂贵”器官，然而它只占身体重量的2%。

饥饿的大脑

人类在这方面并不是独一无二的。博伊尔和杜克大学进化人类学研究生阿丽安娜·哈灵顿研究了哺乳动物大脑的能量消耗。他们进行的一项研究表明，非常小的哺乳动物，如小树鼩和小侏儒黑猩猩，消耗的身体能量和人类一样多。

博耶认为原因是尽管大脑非常轻，但人类大脑——以及小树鼩和小侏儒黑猩猩的葡萄糖饥渴大脑——相对于身体的其他部分来说是大的。博伊尔说:“如果你的大脑比你的体型大，新陈代谢可能会更‘昂贵’。”

这个器官消耗的大部分能量用于大脑中的神经元通过突触传递化学信号来完成交流。哈灵顿说:“很多能量被用来激活突触。这包括大量离子的跨膜转运，这被认为是大脑中最“昂贵”的过程之一。”

此外，大脑从未真正休息过，她解释道。当我们睡觉时，它仍然需要燃料来持续在细胞间发出信号来维持我们身体的功能。更重要的是，为大脑服务的是一组向神经元输送营养的细胞。这些细胞也需要分享体内的葡萄糖来生存和继续工作。用于构建大脑的巨大资源也有助于解释为什么我们的大脑在5岁或6岁的高强度发育阶段消耗的热量是成人大脑的三倍。

锻炼你的大脑？

既然大脑是如此大的能量消耗者，这是否意味着这个器官工作得越多，它消耗的能量就越多——我们消耗的卡路里就越多？

从技术上讲，对于有认知困难的任务，答案是肯定的。“困难”任务的定义因人而异。但总的来说，根据加拿大渥太华大学的心理学和神经科学教授克劳德·梅西耶的说法，它可以被描述为“大脑不能用以前学过的方法或改变任务条件来轻易完成任务。”他主要研究认知、糖尿病和脑代谢。此外，这些活动可能包括学习演奏乐器或在激烈的国际象棋比赛中寻求新的胜利。

“当你学习新东西时，随着大脑区域被训练和激活，大脑会逐渐适应这些区域增加的能量转移，”梅西埃说。随着时间的推移，随着我们在完成某些任务方面变得越来越熟练，大脑不再需要如此努力地工作来完成它，所以完成这项任务所需的能量最终会变得越来越少，梅西埃解释道。

然而，在学习完成精神活动的早期阶段，我们能不能用增加能量储备的理由来吃更多的含糖零食？

如果你只是认为你需要一个借口去偷零食，那么是的。然而，如果你认为你的深层思考会消耗掉那些含糖的零食，那么不幸的是，这是不可能的。

因为在整个大脑能量消耗巨大的背景下，它负责许多任务，而仅仅试图思考所消耗的能量实际上相对较小。梅西埃解释道:“大部分正在发生的事情，也就是大脑消耗的能量，都是模糊不清的，这就是我们所说的‘幕后’。我们不知道大脑的大多数活动。此外，这些活动中的许多都与有意识的活动无关，比如学习如何唱歌或弹吉他。”

换句话说，学习新任务或做困难的事情实际上并不是大脑工作中最消耗能量的部分。事实上，“当我们学习新东西或如何进行新活动时，这种‘新’活动消耗的能量与大脑其他部分消耗的能量相比是相当小的，”梅西埃补充道。

正如哈灵顿所说:“大脑可以将血液和能量转移到当时活跃的特定区域。然而，大脑的总能量供应被认为是恒定的。因此，尽管当我们执行困难的认知任务时，大脑局部区域的能量消耗可能会出现显著的峰值，但这些活动不会显著改变整个大脑的能量预算。”

采取行动

然而，如果这是真的，我们如何解释为什么卡尔波夫越来越瘦，不能参加他的国际象棋比赛？普遍的共识是，这主要是由于压力和太少的食物摄入，而不是精神疲惫。

精英运动员承受着巨大的压力，这会导致心率加快、呼吸加快和出汗。总的来说，这些影响会随着时间的推移燃烧卡路里。此外，精英运动员有时不得不一次坐8个小时，这可能会扰乱他们正常的饮食习惯。对于舞台表演者和音乐家来说，能量损失也是一种可能的体验，因为他们经常处于高压之下，因此打乱了他们的饮食计划。

梅西埃解释道:“长时间保持身体兴奋需要大量的能量。如果你不能尽可能多吃，你可能会减肥。”

因此，结论是:单独思考不会帮助我们减肥。但是下次你发现自己缺乏灵感时，再吃一块巧克力可能没什么坏处。

蝌蚪工作人员从现场科学，翻译李同信编译，转载必须授权。