Сколько калорий сжигает мозг и как это рассчитать? . Как управлять энергией мозга

Когда-то давно я читал, что мозг потребляет 15 ватт, вне зависимости от активности. Возможно, разница в 7 ватт по Вашим данным - это потребление для обслуживания периферийных устройств - зрение, слух и т.д.

Я не вижу парадокса в столь мизерных цифрах.

Во-первых, бОльшая мощьность потребует совсем иной схемы отвода тепла: потребовалось бы увеличения поверхности теплоотдачи, компрометируя прочностные характеристики контейнера. Кстати, считается, что "рога" у жирафов (которые и не рога вовсе, а выросты черепной кости) именно для этой цели и служат.

Во-вторых, во времена, когда я учился еще пытались обнаружить размер и массу кванта информации. Чуть позже был доказан закон "несохранения" информации, то есть доказали, что она может как быть создана так и быть уничтожена. Отсюда следует много разных интересных и неочевидных выводов но в частности то, что мощность, потребляемая для обработки и накопления информации, может стремиться к нулю.

В любом случае, 20 ватт для компьютера с такими параметрами - великое достижение, кто бы его ни сконтруировал, апплодисменты заслуженные.

Я очень редко вижу сны. Зато все мои сны - вещие, все сбываются буквально. Обо всех важных событиях или состояниях я узнаю всегда заранее, иногда за пару дней, иногда за много лет. А поскольку важные вещи случаются редко то и сны мне снятся редко.

Кстати, визуализации разного рода - часть моих профессиональных методик, они меня не усыпляют, а наоборот, мобилизуют. Иногда мне кажется даже, что визуализация - это важнейшая часть создания, гарантия того, что всё получится и будет работать, как планируется. То, что привиделось даже особо и строить потом не надо, собирается без усилий, как бы само. Микро-вещий сон? :-)))

я не специалист по снам, но кое-что читал и слышал.
Уверен, что сны у Вас есть каждую ночь. В зависимости от общей длительности времени сна их может быть штук 9. Они бывают в REM стадии и не только. Возможно запомнить или не запомнить очень сильно зависит от того в какое время и в какой стадии сна Вы просыпаетесь. Если выключить будильник совсем и дать себе поспать столько, сколько спится, то Вы почувствуете последний сон. Если Вам будет интересно, Вы можете его записать.

Фрейд называл сны золотой дорогой к бессознательному. Его трактовка очень близка к тому, как Вы описывате cвои сны. Ее много раз критиковали и есть множество других методик, например Delaney. У Фрейда огромной частью матерьяла в матифесте сна были желания. Хорошо оформленные и представленные желания могут влиять на настрой и веру, При этом желания могут быть и бессознательными.
Часто желания и настрой становятся self fulfilling prophecy.

При этом работа со снами дело тонкое и основное в этом - сам человек и его личные ассоциации, а не интерпретации терапевта. Если внимательно следить за снами, то в них есть много всего и не только желания, есть residue предыдущего дня, отражения внутренних конфликтов и многое другое. Очень интересная тема.

Все перечисленное способствует торможению мозговой деятельности и, как следствие, выпадению из социума. Человек становится агрессивным, падким на объективные упреки сослуживцев и домочадцев. Растет депрессивное напряжение, ведущее к физиологическим сбоям в работе организма.

Мозг является «лидером» среди внутренних органов по потреблению глюкозы, невзирая на то что масса мозга составляет 2 процента от всей массы тела человека, он потребляет около 25 процентов глюкозы в организме. Лишенный глюкозы мозг провоцирует обморок, или другим языком – потерю сознания.

Потребление энергии мозгом

Способность осознавать окружающий мир и адекватно на него реагировать зависит от мозга в целом, для чего ему необходимо потреблять энергию, поглощаемую при осознанном поведении. Осознанность поведения людей и животных, с точки зрения ученых, определяется как способность осмысленно реагировать на внешние раздражители. Для проявления осмысленной реакции на внешние раздражители задействуется одновременно большинство отделов головного мозга. При этом увеличение их активности, сравнительно с фоновой активностью головного мозга, незначительно и составляет 1 процент от всей энергии, которая потребляется мозгом.

На основании исследований ученые Йельского университета сделали выводы, что 99 процентов энергии, которую потребляет головной мозг, необходимы для постоянного поддержания состояния осознанности поведения, продиктованного именно своевременным включением в решение тех или иных задач всех областей головного мозга.

При нанесении раздражающего фактора на поверхность тела у крыс, подверженных мощной анестезии, уровень фонового шума, определяющегося фоновой активностью головного мозга, и, соответственно, уровень энергии, потребляемой мозгом, был почти в два раза ниже, чем у крыс, не подвергавшихся анестезии. Из чего следует, что способность проявлять осознанное поведение является не столько свойством мозга, сколько свойством конкретного человека или животного, обладающего данным мозгом.

Польза тренировок

Современной ортодоксальной медициной установлено, что во время интенсивных физических упражнений мозг переключается на альтернативный источник энергии, то есть вместо «традиционного» питания глюкозой он переходит на потребление (сжигание) молочной кислоты – вещества, которое образуется в мышцах во время физической нагрузки.

Современные исследования добровольцев во время спортивной нагрузки показали, что выходящая из головы кровь содержит значительно меньше молочной кислоты, чем входящая. По данным исследований было доказано, что мозг не накапливает молочную кислоту, а использует ее в качестве источника энергии.

Физическая нагрузка приводит к значительному расходу глюкозы мускулатурой, поэтому уровень глюкозы в крови падает. Именно поэтому происходит переключение мозга на потребление молочной кислоты.

Пси излучения – загадки современности

Ученый мир совместно с парапсихологией уже много лет бьется над загадкой паранормальных способностей человека. До разгадки пока далеко, но одно совершенно ясно: тайна необычных способностей неординарных личностей кроется в их мозгу.

В 1972 году группа московских ученых во главе с В. П. Казначеевым зарегистрировала открытие, установившее электромагнитную связь живых организмов между собой.

Живые клетки были помещены в две камеры, разделенные между собой кварцевой перегородкой. После того как клетки в одной камере были намеренно заражены злокачественным вирусом, клетки в соседней камере тоже начали гибнуть. Это свидетельствовало о том, что живые организмы способны обмениваться между собой информацией на клеточно-волновом уровне, что впоследствии и было названо пси-излучениями.

Лабораторно при помощи энцефалографа было доказано, что источники испускаемых мозгом излучений фиксируются на фотографиях в виде белых пятнышек. У большинства людей эти пятнышки беспорядочно рассыпаны по всей поверхности мозга. Исключением оказались люди, обладающие экстрасенсорными способностями. У них источники излучения энергии концентрировались в скопления и, кроме того, выстраивались в виде луча, идущего по направлению к темени. При продолжении эксперимента передачи образа на расстояние от экстрасенса к пациенту в мозгу последнего энергетически активные центры выстраивались аналогично первоисточнику.

Современная наука считает, что способности к телепатии, ясновидению и целительству объясняются тем, что в процессе эволюции у людей лучше других органов восприятия развился зрительный канал и мозг способен переводить кожно-мускульные и другие ощущения в визуальные образы. Подобным образом, например, осуществляется связь между гуру и неофитом в эзотерике.

Энергия разума

По мере эволюции человека энергия разума задействуется в различных фазах развития в зависимости от тела, в котором он действует. Таким образом, энергия мозга прогрессирует от подсознания до простого сознания, постепенно развиваясь до самосознания, пока не достигает энергии всемирного сознания, доступного только продвинутым, на пути самопостижения йогам.

В низших царствах, таких, как царство растений и животных, энергия разума проявляется в состоянии, в котором сознание является автоматическим. Эта энергия разума известна как подсознательная или инстинктивная (на санскрите «чита»). Энергия разума человека, для которого данный уровень энергии является базовым, функционирует сложнее.

Этот пост о том сколько калорий необходимо мозгу, а сколько мышцам, как рассчитывается базовый обмен веществ и как определить затраты энергии на ту или иную активность. Разберем некоторые исследования и полученные факты.

Начну без долгих предисловий и воды, а перейду сразу к исследованиям, табличкам и фактам 🙂

К «Прочим» относятся кости, кожа, кишечник, железы. Легкие не были измерены по методологическим обстоятельствам, но были оценены на уровне 200 ккал/кг (примерно также, как и печень).

Забавный факт – жировые клетки также расходуют калории. Да, это значение не столь велико (около 4,5 ккал/кг), но полагать, что жировые клетки полностью инертны – не верно. Адипоциты производят большое количество гормонов (например, лептин о котором я уже говорила в видео), и это требует энергозатрат.

Адипоцит, секреторная ф-ция:

В состоянии «покоя» 70-80% энергозатрат приходится на органы, которые занимают не более 7% от общей массы тела (печень, сердце, почки, мозг). В то же время мышцы могут занимать около 40% от общей массы тела, но при этом расходуют в состоянии «покоя» 22% энергии, что как-то маловато.

Вот хорошая иллюстрация соотношения массы органов и тканей к энергозатратам организма в состоянии «покоя»:

Вот еще одно любопытное исследование, оно показывает, как изменяется вес составных компонентов тела (жира, мышц, прочих органов) при общем изменении веса тела.

Ссылка на исследование : Peters A, Bosy-Westphal A, Kubera B, Langemann D, Goele K, Later W, Heller M, Hubold C, Müller MJ. Why doesn’t the brain lose weight, when obese people diet? Obes Facts. 2011;4(2):151-7. doi: 10.1159/000327676. Epub 2011 Apr 7.

Скажу сразу, диета на размер мозга не влияет 😉 Масса мозга у взрослого человека остается практически неизменной при похудение или наборе веса. А вот масса мышц, жира, почек, печени зависит от изменения веса тела.

Посмотрите как мало весят кости! Так что отговорка — «Да у меня просто кость тяжелая!» не пройдет 🙂

Получается, что уровень базового обмена веществ или обмен веществ в состоянии «покоя» можно грубо оценивать на уровне 22-24 ккал на кг веса тела . Все это очень индивидуально и зависит от размера определенных органов, тканей, активной клеточной массы. Но в среднем это 22-24 ккал (у мужчин чуть больше, т.к. средний процент жировой ткани у них чуть меньше, а мышц больше), так что для женщины весом 55 кг базовый обмен равен примерно 1265 ккал. Но это БАЗОВЫЙ обмен, то есть физическая активность минимальна.

Physical activity ratios (PAR) или коэффициент физической активности.

Наверное, слышали, что час интенсивного бега это 300-400 ккал, но как мы выяснили, уровень базового обмена зависит от размера определенных органов, тканей, активной клеточной массы, так и расход калорий для одинакового рода физической активности у разных людей отличается.

На графике ниже представлены коэффициент физической активности (PAR). В чем суть, например, наш вес 55 кг и базовый обмен (BMR) составляет 1 265 ккал или 0,87 ккал в минуту, значит для расчета общей нормы энергозатрат надо умножить BMR на PAR и на время той или иной активности. Пример, мы спим 8 часов в день (480 минут * 0,87 BMR * 0.93 PAR = 388 ккал на сон), гуляли 2 часа (120 минут * 0,87 BMR * 3,9 PAR = 407 ккал) и т.д.

Ссылка на исследование : Stefano Lazzer, Grace O’Malley, Michel Vermorel Metabolic And Mechanical Cost Of Sedentary And Physical Activities In Obese Children And Adolescents

Вряд ли кто-то будет все это рассчитывать, лично я для цели определения энергозатрат от физической активности использую спортивные часы, ну а базовый обмен веществ посчитать не сложно.

Напоследок, информация для тех, кто любит в офисе пить чай вприкуску с шоколадкой и горсткой печенюшек, дескать умственная деятельность очень энергозатратна.

Средний показатель энергозатрат мозга 0,23-0,25 ккал в минуту. В то время как увеличение энергозатрат мозга на «мыслительный процесс» добавляет около 1% к общим энергозатратам, а максимальный уровень энергозатрат не больше 10% от общих энергозатрат мозга.

«Event-related changes in cerebral blood flow and glucose uptake are no more than 10% of the physiologic baseline in typical cognitive paradigms. Concomitant changes in energy utilization are on the order of 1%»

Ссылка на исследование: Raichle , M . E ., and Mintun , M . A . (2006). Brain work and brain imaging . Annual Review of Neuroscience , 29, 449-476

Получается, что для решение суперсложных задач весь рабочий день (8 часов * 0,25 ккал * 60 мин. * 1,10) мозгу необходимо аж 132 ккал , а это целых 1,5 банана! 😉

Вот такая статья. Ну а я желаю Всем хорошего настроения, здоровья, классной фигуры и суперэффективных мозгов!)

В материалах рубрики использованы сообщения следующих изданий: «New Scientist», «Economist» и «Fortean Times» (Англия), «Bild der Wissenschaft» и «Na-tur und Kosmos» (Германия), «Discover», «Psychology Today», «Skeptical Inquirer» и «Wired» (США), «Qa m"interesse», «Le Journal du CNRS», «La Recherche», «Science et Vie» и «Science et Vie Junior» (Франция), а также сообщения агентств печати и информация из Интернета.

Какой из наших органов потребляет больше всего энерги и? Это не сердце, биение которого не прекращается ни днем, ни ночью. Это мозг — он берёт около 20% энерги и, потребляемой организмом человека, хотя составляет только 2% от общего веса тела. Из потребляемого, как считают сейчас физиологи, 60—80% тратятся на обмен информацией между нейрон ами, а также между нейрон ами и астроцитами — звёздчатыми клетками, которые ещё недавно считались вспомогательными элементами, доставляющими нейрон ам пищу и опору. Их в десять раз больше, чем нейрон ов, и года два назад нейрофизиологам удалось доказать, что они участвуют в обработке и передаче информации.

Но появившиеся сравнительно недавно высокосовершенные приборы — позитронно-эмиссионные томографы и томографы на эффекте ядерно-магнитного резонанса позволили непосредственно видеть функционирование мозга на экране монитора. Собственно, томограф показывает, как распределяется и усиливается поток крови в разных частях мозга при работе его над различными задачами. Усиленная работа того или иного участка требует увеличенного поступления кислорода, и для этого растёт объём местного потока крови. Обычно увеличение составляет 5—10% от нормы. Бывает, что связанный с таким увеличением кровотока рост потребления энерги и мозгом ограничивается всего одним процентом по сравнению с потреблением в покое. Так что на возникающий иногда вопрос: «Нуждается ли в усиленном питании ученик, решающий сложные математические задачи?» следует ответить: «Ну разве что лишнюю шоколадку можно выдать страдальцу».

Выходит, большую часть потребляемой энерги и мозг тратит неизвестно на что. Может быть, он постоянно обрабатывает какую-то поступающую извне информацию, которая не осознаётся человеком? Или энерги я идет на какие-то внутренние процессы, не зависящие от окружающего мира? Похоже, второй вариант ближе к истине. Так, в 1994 году американские физиологи показали, что лишь 10% связей между нейрон ами в зрительной коре обезьян (где, по идее, обрабатывается информация от глаз) задействованы для восприятия зрительных стимулов. Чем заняты остальные 90% — неизвестно. Причём у макак активность коры мозга остаётся даже под общей анестезией. А недавно бельгийские исследователи с помощью позитронно-эмиссионного томографа обнаружили, что активность зрительной коры у слепых от рождения не ниже, чем у зрячих.

По одной из гипотез , мозг постоянно находится в динамическом равновесии, балансируя между возбуждением и торможением. Вот на это и уходит львиная доля потребляемой энерги и — на поддержание системы в рабочем состоянии, в постоянной готовности. По другой гипотез е, мозг всё время занят прогно зированием ближайшего будущего с учётом прошлого опыта, для чего перерабатывает большие массивы информации. Особенно интригует исследователей тот факт, что эта загадочная активность мозга неравномерна, в ней есть приливы и отливы, хотя внешне в поведении отдыхающего человека или животного ничего не меняется.

Итак, мы ещё не знаем, чем занят мозг, когда он вроде бы ничем не занят.

Нет, пожалуй, во вселенной более сложной штуки, чем человеческий мозг. Он регулирует работу всех органов, отвечает за равновесие, позволяет обдумывать разные приходящие в него мысли, а порой способен создавать прекрасное, и оно превращается в материальные предметы. Правда, и на ужасное он способен, но все равно спасибо Создателю за то, что он у нас есть! Пусть и не у всех он работает одинаково исправно. Чтобы оценить это важнейшее устройство, которым снабжен от рожденья каждый человек, достаточно немножко поразмыслить над самыми простыми параметрами, подлежащими количественной оценке. Их долгое время собирали ученые: медики, физики, химики и специалисты по другим точным наукам. Интересно, что при этом они сами пользовались предметом своих исследований. Некоторые факты просто потрясают.

Масса и энергопотребление

Мозг потребляет меньше энергии, чем лампочка холодильника света - всего 12 Ватт, что составляет 17 % всей потребляемой человеческим телом энергии.

Вес мозга в среднем составляет около 1.36 кг.

Мозг состоит приблизительно на три четверти из воды.

Мозг растет до достижения человеком восемнадцатилетнего возраста.

Мозг потребляет пятую часть всего необходимого организму кислорода.

Исследования показывают, что умственная активность во время сна выше, чем во время бодрствования.

Мозг может жить 4-6 минут без кислорода, затем начинает умирать. Если человека спасти в течение 5-10 минут, наступают необратимые повреждения психики.

Психология

В мозге есть центр юмора. Иногда пациенты с повреждением лобных долей теряют способность понимать шутки.

Человек не может слышать телефонные разговоры в шумных помещениях - мозг не в состоянии отличить фоновый шум от голоса абонента.

Зевота действительно взбадривает, во время нее в легкие поступает больше воздуха, и повышается содержание кислорода в крови, а она, в свою очередь питает им мозг.

Способность запоминать мелодии раздражающих песен обусловлена необходимостью наших древних пращуров ориентироваться во времени суток. Утренние звуки всегда отличались от дневных и ночных. Очевидно, с тех пор назойливые шлягеры «застревают» в мозге.

Частая смена часовых поясов может привести к повреждению памяти. Гормоны стресса, выделяющиеся во время нарушения привычного распорядка дня, могут повредить ткани височной доли головного мозга.

При нахождении на больших высотах люди порой видят странные вещи. Кислородное голодание, скорее всего, конфликтует с визуальными и эмоциональными процессами мозга.

Компьютерные игры-«стрелялки» развивают способности к решению нескольких задач одновременно (хоть какая-то польза!). Игрок вынужден разделять внимание на нескольких «врагов».

Невозможно пощекотать самого себя. Мозг в этом случае автоматически притупляет ожидаемые ощущения.

Солнечный свет заставляет нас чихать. Скрещенные каналы в мозговом стволе посылают сигналы от зрения к носу.

Чрезмерное напряжение изменяет клетки мозга, его структуру и функциональные возможности.

Чтение вслух и частые разговоры с ребенком способствуют развитию его мозга.

За год, проходящий с момента рождения, мозг ребенка увеличивается втрое.

Человеческий мозг самый жирный орган человеческого организма.