對(duì)人而言,有一件最困難的事情,就是思考。
在有需要的情況之下,幾乎人人都可以持續(xù)忍受超負(fù)荷的體力勞動(dòng),但卻難以集中精神長時(shí)間地去深入思考問題,因?yàn)檫@會(huì)讓人感到極度疲憊,進(jìn)而引起情緒波動(dòng),最終以情緒替代思考來做出決策。為什么會(huì)這樣呢?是不是因?yàn)樗伎继^耗能呢?其實(shí)并不是這樣。澳大利亞莫那什大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家沙娜·賈馬達(dá)匯總了來自多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的研究數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)即便是高強(qiáng)度的、具有目標(biāo)導(dǎo)向的思維活動(dòng),大腦的耗能情況也僅比靜息狀態(tài)高出5%。
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這一研究顯示,即便是在專注思考時(shí),大腦的能量消耗也僅比怠速運(yùn)行時(shí)略高。
這一結(jié)論似乎與我們一直以來的認(rèn)知有所不同,因?yàn)槲覀円恢闭J(rèn)為大腦的主要功能就是思考,所以它的能量消耗情況也應(yīng)與思考強(qiáng)度緊密關(guān)聯(lián),但實(shí)際上,思考只是大腦的附屬功能,大腦最主要的工作是維持內(nèi)部系統(tǒng)的穩(wěn)定。即便是我們沒有進(jìn)行任何的思考,只是單純地躺在沙發(fā)上休息,我們的大腦仍舊在持續(xù)處理來自環(huán)境與身體的復(fù)雜反饋,并根據(jù)這些反饋實(shí)時(shí)調(diào)配各器官資源,以維持生理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。
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其實(shí)早在20世紀(jì)90年代中期,神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域就已經(jīng)注意到了大腦在未執(zhí)行任何思考任務(wù)時(shí)的活動(dòng)狀態(tài)。
處于靜息態(tài)的大腦存在著大量的背景信號(hào),這些信號(hào)可以分為兩個(gè)部分,第一部分負(fù)責(zé)處理發(fā)呆、回憶以及各種各樣的想象,而另一部分則專注于維持身體的內(nèi)穩(wěn)態(tài)。具體一點(diǎn)來講,就是維持體溫、血糖、心率以及呼吸等等。人體是一部極其精密的機(jī)械,它的健康運(yùn)行依賴于身體各部分的緊密配合,而這一切都要依靠大腦的調(diào)控和指揮,稍有偏差,后果都會(huì)極其嚴(yán)重,所以這才是大腦的主要工作。
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在研究過程中,賈馬達(dá)還采用了正電子發(fā)射斷層成像和功能磁共振成像技術(shù),來追蹤大腦在執(zhí)行思考任務(wù)和處于靜息狀態(tài)下的葡萄糖消耗和血流變化。
發(fā)現(xiàn)即便是大腦在調(diào)用視覺和語言網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行復(fù)雜問題思考時(shí),能量消耗也只是增加了5%,而剩余95%的能量始終維持著大腦的基礎(chǔ)代謝需求。當(dāng)然,在大腦活動(dòng)的過程中,一部分氨基酸也可能會(huì)轉(zhuǎn)化為能量,這些雖然不在統(tǒng)計(jì)之列,但大腦活動(dòng)的主要能量是由葡萄糖代謝產(chǎn)生的,所以該結(jié)論可以說十分可靠。
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那么問題來了,既然大腦在思考時(shí)的能耗增加并不明顯,為什么我們一思考就會(huì)感到疲倦呢?
生物能量的消耗速度與生存本身是密切相關(guān)的,大腦本身就是一個(gè)高能耗器官,雖然思考時(shí)的能耗增加只有5%,但在能量稀缺的史前時(shí)代,卻會(huì)給生存帶來不利影響,如果長時(shí)間進(jìn)行高強(qiáng)度的腦力活動(dòng),更是可能直接導(dǎo)致生存失敗。于是為了應(yīng)對(duì)這一問題,我們的身體進(jìn)化出了一種極其吝嗇的能量分配機(jī)制。
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當(dāng)我們的大腦開始思考時(shí),會(huì)主動(dòng)觸發(fā)疲勞機(jī)制,讓我們停止思考的行為,以便能夠阻止能量消耗的持續(xù)增加。
如果我們強(qiáng)行繼續(xù)思考,那么還會(huì)觸發(fā)另一個(gè)身體機(jī)制,就是饑餓。強(qiáng)烈的饑餓感會(huì)迫使我們?nèi)ふ沂澄铮黾幽芰康臄z入,以彌補(bǔ)思考所帶來的額外耗能。另外,理論上我們單個(gè)神經(jīng)元的放電頻率可達(dá)500赫茲,但實(shí)際上大腦中平均放電頻率僅為4赫茲,這同樣也是為了最大限度的節(jié)省能量。可見,動(dòng)腦思考是一件與身體機(jī)制對(duì)抗的活動(dòng)。
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