Колко калории изгаря мозъкът докато мисли?

През 1984 г. Световното първенство по шахмат бе прекратено неочаквано, поради тревожното физическо състояние на Анатолий Карпов, елитен руски играч, който се състезаваше за титлата. През предходните пет месеца и десетки мачове, Карпов беше загубил 10 килограма от теглото си и организаторите на състезанието се страхуваха за здравето му.

Карпов не е сам в преживяването на екстремните физически ефекти от играта. Въпреки че никой състезател по шах не е преживял толкова дълбока загуба на тегло оттогава, елитните играчи могат да изгарят до 6000 калории за един ден, при това без да се местят от столовете си, съобщава ESPN. Мозъкът ли е отговорен за това масово поглъщане на енергия? И означава ли това, че упоритото мислене е прост път към отслабване? За да се задълбочим в този въпрос, първо трябва да разберем колко енергия се изразходва от обикновен мозък, който не е обсебен от дълбините на шахматната игра.

Когато тялото е в покой – не се занимава с никаква дейност освен дишането, храносмилането и поддържането на температурата, се знае, че мозъкът изразходва стряскащите 20% до 25% от общата енергия на тялото, главно под формата на глюкоза.

Това означава съответно 350 или 450 калории на ден съответно за средната жена или средностатистическия мъж. По време на детството мозъкът е още по-гладен за енергия.

„При средно 5-6-годишните деца мозъкът може да изразходва над 60% от енергията на тялото“, казва Дъг Бойер, доцент по еволюционна антропология от университета Дюк. Бойер изследва анатомични и физиологични промени, свързани с произхода на приматите.
Това свойство на мозъка да намалява глюкозата всъщност го превръща в най-много разходващия енергия орган в организма докато в същото време той представлява едва 2% от теглото на тялото като цяло.

Хората не са уникални в това отношение. Заедно с аспирантката по еволюционна антропология в университета Дюк, Ариана Харингтън, която изучава потреблението на енергия от мозъците на бозайници, Бойер провежда проучване, разкривайки, че много малки бозайници като миниатюрната мармозетка например, отдават точно толкова енергия от тялото си на мозъка, колкото и хората. Бойер казва: „Ако имате наистина голям мозък по отношение на размера на тялото си, тогава вероятно метаболитно той ще е по-скъп“.

По-голямата част от енергията, задържана от този орган, е отделена за даване възможност на невроните в мозъка да комуникират помежду си чрез химични сигнали, предавани през клетъчните структури, наречени синапси, обяснява Харингтън. „Голяма част от енергията се насочва към изстрелването на синапс. Това включва транспортирането на йони през мембраните, което се смята за един от най-енергийно скъпите процеси в мозъка.“

Освен това мозъкът никога наистина не почива, обяснява тя; „дори когато спим, той все още изисква гориво, за да продължи да изстрелва сигнали между клетките, за да поддържа функциите на нашето тяло. Нещо повече, с обслужването на мозъка са заети флотилии от клетки, които съществуват, за да канализират подхранването на невроните. И тези клетки също се нуждаят от своя дял от глюкозата в организма, за да оцелеят и да продължат да вършат работата си“.

Огромните ресурси нужни за изграждането на мозъка, също помагат да се обясни защо през периоди на интензивно развитие, когато детето е на 5 или 6 години, мозъкът му употребява почти три пъти повече от енергията, от която се нуждае мозъкът на възрастен човек.

След като мозъкът е толкова голям консуматор на енергия, означава ли това, че колкото повече работи този орган, толкова повече енергия ще се потребява и толкова повече калории ще изгорят?

Технически отговорът е да, за когнитивно трудни задачи. Това, което се счита за „трудна“ умствена задача, варира при отделните хора. Но като цяло може да се опише като нещо, което „мозъкът не може да реши лесно, използвайки предварително научени съчетания или като задачи, които променят условията си непрекъснато“, казва Клод Месиер, професор по психология и невронауки в Университета в Отава в Канада, който е изучавал мозъчния метаболизъм. Такива дейности могат да включват обучение за свирене на музикален инструмент или планиране на иновативни движения по време на интензивна игра на шах.

„Когато тренирате да научите нещо ново, мозъкът ви се адаптира, за да увеличи трансфера на енергия във всички области, в които [мозъкът] се активира от обучението“, казва Месиер. С течение на времето, когато станем по-квалифицирани при изпълнението на определена задача, мозъкът вече не трябва да работи толкова трудно, за да го изпълни така, че извършването на тази задача в крайна сметка да изисква по-малко енергия, обяснява Месиер.

Независимо от това, в тези ранни етапи на обучение за изпълнение на мисловно сложни задачи, можем ли да оправдаем яденето на сладка закуска, например, за да увеличим енергийните си резерви? Ако просто изпитвате нужда от нещо сладко за повишаване на настроението, тогава да. Но ако вярвате, че вашето дълбоко мислене ще изгори тази сладка закуска, тогава за съжаление, не.

Това е така, защото на фона на огромното цялостно използване на енергия в мозъка, което е посветено на множество задачи, енергията, необходима само за да се мисли по-сложно, всъщност е сравнително малко. „Не сме наясно с по-голямата част от дейността, която се осъществява в мозъка. И голяма част от тази дейност не е свързана със съзнателните дейности, като научаване как да пеем или свирим на китара“, обяснява Месиер. С други думи, научаването на нова задача или извършването на нещо трудно всъщност не е най-енергоемката част от работата на мозъка. Всъщност „когато научим нови неща или се учим как да правим нови дейности, количеството енергия, което преминава в тази„ нова “дейност, е доста малко в сравнение с останалата част от общото потребление на енергия в мозъка“, добавя Месиер.

Както обяснява Харингтън, „Мозъкът е в състояние да прехвърля кръв [и по този начин енергия] към определени региони, които са активни в този момент. Но общата наличност на енергия в мозъка се смята за постоянна.“ Така че, въпреки че може да има значителни скокове в използването на енергия в локализирани региони на мозъка, когато изпълняваме трудни познавателни задачи, що се отнася до енергийния бюджет на целия мозък като цяло, тези дейности не го променят значително.

Но ако това е вярно, как да обясним защо Карпов отслабва толкова, че да не може да се състезава? Общият консенсус е, че това се дължи най-вече на стреса и намалената консумация на храна, а не на умствено изтощение.

Елитните шахматисти са под силен натиск, който причинява стрес, което може да доведе до повишен сърдечен ритъм, по-бързо дишане и изпотяване. Комбинирани, тези ефекти изгарят калории бързо. Освен това, понякога елитните играчи трябва да седят пред шахматната дъска по 8 часа без прекъсване, което може да наруши редовните им модели на хранене. Загубата на енергия също е нещо, което сценичните изпълнители и музиканти могат да изпитат, тъй като често са подложени на силен стрес и нарушават хранителния си режим.

„Поддържането на човешкото тяло за дълго време е много енергоемка дейност,“ обяснява Месиер.

Така че, в крайна сметка изводът е: За съжаление, самото мислене няма да ни направи по-тънки. Но когато за пореден път се окажем гладни от вдъхновение, допълнително блокче от шоколад вероятно няма да ни навреди.