How Much Energy Do We Expend Thinking and Using Our Brain?
在执行更具挑战性的任务时,我们的大脑会消耗更多的氧气。
这是工程/Pexels

经过一整天的工作或学习后,您的大脑可能会感到能量耗尽。 但是,与其他活动(例如看电视)相比,我们的大脑在进行脑力运动时消耗的能量是否更多?

要回答这个问题,我们必须看看我们大脑的引擎室:神经细胞。 我们脑细胞的主要能量货币是一种叫做三磷酸腺苷(或 ATP)的分子,它是由我们的身体从糖和氧气中产生的。

可以使用糖和氧气来追踪大脑能量消耗,但氧气是更容易获得的选择。

追踪耗氧量,大脑 约占身体能量消耗的 20%,尽管只占其体重的 2%。


innerself subscribe graphic


对于普通成年人来说,这大约是每天 0.3 千瓦时 (kWh),是现在的 100 多倍 典型的智能手机需要 日常的。 它相当于每天 260 卡路里或 1,088 千焦耳 (kJ)(成年人平均每天摄入的总能量约为 8,700 kJ)。

我们怎么知道?

2012 年,英国神经科学家 David Attwell 及其同事 测得的耗氧量 在大鼠大脑切片中。

他们确定,虽然 25% 的能量需求用于管家活动,如维护细胞壁,但大部分 75% 用于信息处理,如计算和传输神经信号。

我们无法以这种方式测量人类大脑的能量消耗,但我们可以追踪氧气,因为大脑活动的增加需要更多的氧气。

测量我们身体耗氧量变化的一种方法是测量二氧化碳?通过二氧化碳图装置(空气进入管子)测量水平。这要求参与者戴口罩,但否则 无创.

研究确实表明增加的精神负荷(例如进行心算、推理或多任务处理)与增加的耗氧量有关(通过 一氧化碳?发布).

然而,耗氧量增加也可能是由于全身对情绪化、压力大的情况做出反应,而不是反映大脑活动的实际变化。

我们可以只测量大脑中的氧气使用情况吗?

情况很复杂。 大脑活动的增加会触发富氧血液供应的增加。 额外供应的富含氧气的血液是区域特定的,可以(字面意思)以微米精度引导到活跃的神经元。

由于血液和它的氧气被微弱地吸引 磁场,我们可以使用 MRI(磁共振成像)这种无辐射工具来获得大脑活动的间接测量值。

但不幸的是,我们无法使用 MRI 来告诉我们大脑在不同的心理活动中使用了多少能量。 MRI 研究只能确定大脑活动和能量消耗的相对差异,而不是绝对值。

然而,这是有道理的,因为我们的大脑始终处于开启状态,因此始终需要能量。 即使在瞬间,我们可能会随意考虑空闲的思维状态,我们仍然处理大量信息。

首先,永远存在感官输入:我们通常不会在一个地方度过一天 暗浮槽.

其次,我们的心理活动,即使在看似无任务的状态下,也会从我们回忆过去的事件和规划我们的未来中跳出来。

最后,我们的情绪,即使是微妙的(例如平静或不确定的感觉),也是大脑活动的产物,因此伴随着持续的能量消耗。

那么,大脑活动增加了多少?

让我们做一些简单的事情,比如注意力。 MRI 研究表明,与被动观察移动物体相比,仔细观察移动物体会增加我们视觉皮层的大脑活动 各地1%.

这似乎并不多,特别是考虑到容纳视觉皮层(使我们看到的东西有意义)的枕叶仅构成 关于18% 我们的大脑质量。

但有趣的是,处理视觉信息会导致 活动减少 在听觉区域,这意味着我们花费更少的精力来处理环境中的声音。 反之亦然:当我们注意听觉信息时,我们会减少视觉处理活动。

在全脑水平上,视觉刺激的注意力成本可能已经被听觉处理的节省所抵消。

How Much Energy Do We Expend Thinking and Using Our Brain?
当我们专注于不同的事物时,我们的大脑会做出权衡。
存在Shutterstock

因此,简而言之,研究告诉我们心理活动确实与能量消耗增加有关。 尽管如此,这种增长仍然是最小的,特定于地区的,并且经常被其他地区的能源减少所抵消。

那么,为什么我们在脑力活动过多后会感到疲惫呢?

这很可能是精神压力的结果。 复杂的脑力任务通常在情感上也具有挑战性,并导致 增加激活 我们的交感神经系统,最终导致精神和身体疲劳。

好消息是我们不必担心过多的脑力活动会耗尽我们的大脑能量。 但调整自己的节奏以避免精神超负荷、压力和疲劳仍然是个好主意。The Conversation

关于作者

奥利弗·鲍曼, 心理学院助理教授, 邦德大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

亚马逊畅销书列表中关于提高绩效的书籍

“高峰:新专业科学的秘密”

安德斯·爱立信和罗伯特·普尔

在这本书中,作者利用他们在专业领域的研究,提供了关于任何人如何提高他们在生活的任何领域的表现的见解。 本书提供了培养技能和实现精通的实用策略,重点是刻意练习和反馈。

点击了解更多信息或订购

“基本习惯:建立好习惯和改掉坏习惯的简单且行之有效的方法”

由James Clear

这本书提供了养成好习惯和改掉坏习惯的实用策略,重点关注可以带来大结果的小改变。 这本书借鉴了科学研究和现实世界的例子,为任何希望改善习惯并取得成功的人提供可操作的建议。

点击了解更多信息或订购

“心态:成功的新心理学”

通过 Carol S. Dweck

在这本书中,卡罗尔·德韦克探讨了心态的概念,以及它如何影响我们的表现和生活中的成功。 这本书深入剖析了固定型思维模式和成长型思维模式之间的区别,并提供了培养成长型思维模式和取得更大成功的实用策略。

点击了解更多信息或订购

“习惯的力量:我们为什么做我们在生活和工作中做的事”

查尔斯·杜希格

在这本书中,查尔斯·杜希格 (Charles Duhigg) 探索了习惯养成背后的科学,以及如何利用它来改善我们在生活各个方面的表现。 这本书提供了养成好习惯、改掉坏习惯和创造持久变化的实用策略。

点击了解更多信息或订购

“更聪明更快更好:在生活和商业中提高生产力的秘诀”

查尔斯·杜希格

在这本书中,查尔斯·杜希格 (Charles Duhigg) 探索了生产力的科学,以及如何利用它来提高我们在生活各个领域的表现。 本书借鉴了现实世界的例子和研究,为实现更高的生产力和成功提供了实用的建议。

点击了解更多信息或订购