Activitatea intelectuală intensă consumă mai multe calorii
Deși creierul unui adult mediu uman cântărește în jur de 1,4 kilograme, sau doar 2% din greutatea corporală totală, acesta necesită 20% din metabolismul nostru bazal în repaus - cantitatea totală de energie pe care corpul nostru o cheltuiește într-una din acele zile leneșe fără activitate fizică. . Rata metabolică bazală de odihnă variază de la persoană la persoană, în funcție de vârsta, sexul, dimensiunea și starea de sănătate a acestora [1]. Presupunând o rată metabolică bazală medie de 1300 de calorii, atunci creierul consumă 260 din aceste calorii doar pentru a menține funcționarea normală a lucrurilor. Adică 10,8 calorii în fiecare oră sau 0,18 calorii pe minut. Cu puțină matematică, este ușor să convertiți acest număr într-o măsură de putere:
Rata metabolică bazală de repaus: 1300 kilocalorii, sau kcal, cifra de bază utilizată în nutriție,
1300 kcal peste 24 de ore = 54,16 kcal pe oră = 15,04 grame de calorii pe secundă,
15,04 grame de calorii/secundă = 62,93 jouli/secundă = aproximativ 63 wați,
20% din 63 de wați = 12,6 wați.
Deci, un adult tipic uman consumă aproximativ 12 wați, o cincime din puterea necesară unui bec tipic de 60 de wați. Comparativ cu majoritatea celorlalte organe, creierul este lacom; dar în comparație cu electronica artificială, este incredibil de eficient. Ca, de exemplu, în legătură cu computerul IBM Watson, care îi bătuse pe campionii Primejdie !, cu cele 90 de servere, fiecare pompând aproximativ o mie de wați !
Energia se deplasează către creier prin intermediul vaselor de sânge sub formă de glucoză, care este transportată peste bariera creierului și utilizată pentru a produce adenozin trifosfat (ATP), „moneda” primară a energiei chimice din celule. Experimentele la animale și oameni au confirmat că atunci când neuronii dintr-o anumită regiune a creierului se activează, capilarele locale se dilată pentru a furniza mai mult sânge decât de obicei, precum și mai mult oxigen și glucoză [2] Această reacție mecanică face posibilă imagini magnetice, rezonanță magnetică funcțională imagistica (RMN) se bazează pe aceste proprietăți magnetice unice ale sângelui care curge către neuronii activi. Cercetările au confirmat, de asemenea, că odată ce vasele de sânge dilatate furnizează glucoză suplimentară, celulele creierului se bucură de el [3].
Extinzând logica acestor rezultate, unii oameni de știință au propus următoarele: dacă neuronii de lucru necesită mai multă glucoză, atunci sarcinile intelectuale deosebit de stimulante ar trebui să scadă nivelul glicemiei și, în mod analog, să mănânce alimente.
Deși puține studii au confirmat aceste predicții, dovezile în general sunt contradictorii și cele mai multe modificări ale nivelului de glucoză variază de la mic la foarte mic. Într-un studiu de la Universitatea Northumbria, de exemplu, voluntarii care au efectuat o serie de sarcini verbale și non-verbale au arătat o scădere mai mare a glicemiei decât cei care pur și simplu au apăsat în mod repetat o tastă.
În același studiu [4], o băutură cu zahăr a îmbunătățit performanța într-o sarcină, dar nu și în celelalte. La Universitatea John Moores din Liverpool, voluntarii au efectuat două versiuni ale sarcinii Stroop [5] în care li s-a cerut să identifice culoarea cernelii în care a fost tipărit un cuvânt, mai degrabă decât să citească cuvântul însuși (vezi un exemplu în partea de jos a pagina de aici): într-o versiune cuvintele și culorile s-au potrivit - ALBASTRUL a apărut cu cerneală albastră, în cealaltă versiune, cuvântul ALBASTRU a apărut în verde sau roșu. Voluntarii care au îndeplinit cea mai stimulantă sarcină intelectuală au arătat scăderi mai mari ale glicemiei, pe care cercetătorii au interpretat-o ca fiind o cauză directă a creșterii tensiunii mintale. Complicarea situației este importantă, unele studii au constatat că, atunci când oamenii nu sunt foarte pricepuți la o anumită sarcină, exercită o tensiune mentală mai mare și utilizează mai multă glucoză, în timp ce cel puțin un studiu sugerează altfel [6], adică cu atât mai abil ai o sarcină, cu atât creierul tău este mai eficient și cu atât ai nevoie de mai puțină glucoză.
Rezultatele nesatisfăcătoare și conflictuale din studiile de glucoză evidențiază faptul că consumul de energie din creier nu este doar o chestiune de efort mental mai mare care ar pompa mai multă energie disponibilă în creier.corp. Claude Messier de la Universitatea din Ottawa a analizat astfel de studii [7]. Încă nu este convins că orice sarcină cognitivă modifică măsurabil nivelul de glucoză din creier sau din sânge. „În teorie, da, o sarcină mai dificilă necesită mai multă energie, deoarece există mai multă activitate neuronală”, spune el, „dar atunci când oamenii fac o sarcină mentală, nu veți vedea o creștere semnificativă a energiei. procent din rata generală.
Linia de bază este întotdeauna multă energie, chiar și în timpul somnului fără vise, cu foarte puțină activitate, există încă un consum minim ridicat de glucoză. Majoritatea organelor nu necesită atât de multă energie pentru întreținerea de bază. Dar creierul trebuie să mențină în mod activ concentrații adecvate de particule încărcate pe membranele a miliarde de neuroni, chiar și atunci când aceste celule nu sunt active. Datorită acestei întrețineri costisitoare și continue, creierul are de obicei energia de care are nevoie pentru puțină muncă suplimentară.
Autorii altor lucrări științifice au ajuns la concluzii similare. Robert Kurzban de la Universitatea din Pennsylvania citează studii care arată că exercițiile fizice moderate îmbunătățesc capacitatea unei persoane de a se concentra [8]. Într-un studiu [9], de exemplu, copiii care au mers 20 de minute pe o bandă de alergat au avut rezultate mai bune la testul examenului decât copiii care au citit în liniște înainte de examen. Dacă efortul intelectual și fitness-ul erau doar o chestiune de glucoză disponibilă, atunci copiii care fac mișcare și, prin urmare, ard mai multă energie, ar fi trebuit să aibă mai puțin succes decât omologii lor liniștiți.