科學家發現大腦新秘密:思考會消耗更多熱量

在1984年的西洋棋世界錦標賽中，由於俄羅斯選手阿那託裡·卡爾波夫（Anatoly Karpov）看上去太過消瘦憔悴，比賽不得不被突然叫停。在此之前的五個月間，卡爾波夫經歷了數十輪比賽，體重減少了10公斤，導致比賽組織方對他的健康狀況深感擔憂。

在這項比賽中受到如此極端的健康影響的並非只有卡爾波夫一人。雖然自此之後，再也沒有選手在比賽中減掉過這麼多體重，但這些頂尖選手可以在一天之內消耗的熱量多達6000卡路裡，而且還是在坐了一整天的情況下。

如此大的熱量消耗是否與大腦有關？這是否意味著，努力思考可以幫我們輕鬆減肥呢？為弄清這一問題，我們首先要了解大腦在正常狀態下的能量消耗。

當身體處於靜止狀態時（即除了基本的呼吸、消化和保持體溫之外，未參與任何活動），大腦消耗的能量高達整個身體的20%至25%，主要是以葡萄糖的形式消耗掉的。對於普通男性和女性來說，這部分能量分別約等於350和450卡路裡。在童年時期，大腦甚至更「貪婪」。一般五六歲兒童大腦消耗的能量最多可以佔到全身的60%。儘管大腦重量僅佔全部體重的2%，但大腦「貪吃」葡萄糖的習慣使其成為了全身耗能最大的器官。

飢餓的大腦

除了人類之外，其它動物也具有這一特徵。研究發現，小樹鼬、小狨猴等超小型哺乳動物也會像人類一樣，將全身的大部分能量分配給大腦。為什麼會出現這樣的現象呢？儘管大腦並不重，但相對於其它身體部位而言體積較大。這樣一來，大腦的新陳代謝就需要耗費更多能量。

大腦消耗的大部分能量都用於神經元之間的交流溝通，這是通過化學信號在一種名叫「突觸」的細胞結構之間傳遞實現的。激活突觸需要耗費許多能量，其中涉及到大量離子跨膜運輸，而這是大腦中最耗能的過程之一。

此外，大腦從來不會停下休息。即使在睡眠中，大腦也需要能量來維持細胞間的信號傳遞、從而保證正常的身體機能。不僅如此，還有一些細胞專門負責向神經元輸送營養物質，而這些細胞也需要一定的葡萄糖才能生存和工作。這也能解釋為何童年時期的大腦耗能佔比格外大，因為在我們五六歲時，大腦正處於快速發育期，所需能量將近成人大腦的三倍之多。

讓大腦「做鍛鍊」？

既然大腦耗能如此厲害，這是否意味著大腦工作得越辛苦、消耗的能量就越多、我們就能燃燒掉更多熱量呢？從理論上來說，假如大腦在做涉及認知能力的困難任務，那麼答案是肯定的。對不同的人而言，思維任務的難度也有所不同。但總的來說，這類任務可以被描述為「大腦用此前學習到的思維方式無法輕易解決、或條件不斷變化的任務」。學習一門樂器、思考棋局走法等活動都可能在此之列。

在接受訓練、學習某件新事物時，大腦需要進行調整，增加由訓練所激活的腦區中的能量轉換。而隨著我們完成某項特定任務的技巧越來越嫻熟，大腦工作起來也會越來越輕鬆，完成該任務所耗費的能量也會越來越少。

話雖如此，在困難任務的學習初期，為了增加身體的能量儲備，吃些甜食也沒什麼大不了的吧？如果你只是想吃些甜食提振心情，那這樣做自然可以，但如果你認為光靠思考就能把這些熱量消耗掉，那你就大錯特錯了。因為儘管大腦耗費的能量很多，但真正用於思考的能量其實相對很少，大部分能量都是由「暗地裡」進行的那些活動耗費的。我們往往意識不到這些活動的存在，並且其中很多都與學習唱歌或彈奏吉他等有意識活動無關。

換句話說，學習新任務或解決難題其實並不是最耗能的大腦活動。事實上，相對於大腦的總能量消耗，開展「新活動」所耗費的能量其實很少。研究人員進一步解釋道，大腦會將更多的血液（也就是能量）提供給當前處於活躍狀態的腦區，但大腦的整體能量水平基本上是維持不變的。因此，雖然我們在完成困難的認知任務時，局部腦區的耗能量會明顯增加，但大腦的整體耗能量並不會有太大改變。

「打了雞血」的身體

但假如真是這樣，卡爾波夫在比賽中體重急劇下降又該如何解釋呢？科學家一般認為，這與壓力和進食減少有關，而不是由絞盡腦汁導致的。

頂尖的西洋棋選手會面臨巨大的壓力，導致心率增加、呼吸加快和流汗等等。這些影響加在一起，時間長了就會消耗更多的熱量。此外，頂尖選手有時要一連坐上8個小時，這會打亂他們的正常進食規律。除此之外，舞臺表演者和音樂家也經常處於高壓之下、並且飲食節奏也經常被打亂，因此也會出現體重下降的情況。

科學家指出，讓身體長時間處於亢奮狀態是一件非常耗能的事。此時如果無法保持正常的食量，體重就有可能下降。綜上所述，光靠思考無法讓我們保持苗條的身材。但在靈感枯竭、需要「充血」時，多吃一小塊巧克力也沒什麼不好。

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原文連結：新浪科技 責任編輯：雪花