Unser Gehirn verbraucht mehr Sauerstoff, wenn es anspruchsvollere Aufgaben ausführt. Das ist Technik/Pexels
Nach einem langen Arbeits- oder Lerntag fühlt sich Ihr Gehirn möglicherweise so an, als hätte es keine Energie mehr. Aber verbrennt unser Gehirn bei mentaler Athletik mehr Energie als bei anderen Aktivitäten wie dem Fernsehen?
Um diese Frage zu beantworten, müssen wir uns den Maschinenraum unseres Gehirns ansehen: die Nervenzellen. Die Hauptenergiewährung unserer Gehirnzellen ist ein Molekül namens Adenosintriphosphat (oder ATP), das unser Körper aus Zucker und Sauerstoff herstellt.
Die Verfolgung des Energieverbrauchs des Gehirns kann sowohl mit Zucker als auch mit Sauerstoff erfolgen, aber Sauerstoff ist die zugänglichere Option.
Verfolgung des Sauerstoffverbrauchs, des Gehirns Konten für etwa 20 % des Energieverbrauchs des Körpers, obwohl es nur 2 % seines Gewichts ausmacht.
Das sind rund 0.3 Kilowattstunden (kWh) pro Tag für einen durchschnittlichen Erwachsenen, mehr als das 100-fache dessen typische Smartphone erfordert täglich. Und das entspricht 260 Kalorien oder 1,088 Kilojoule (kJ) pro Tag (die Gesamtenergieaufnahme eines durchschnittlichen Erwachsenen beträgt etwa 8,700 kJ pro Tag).
Woher wissen wir?
Im Jahr 2012 britischen Neurowissenschaftler David Attwell und Kollegen Sauerstoffverbrauch gemessen in Scheiben von Rattenhirnen.
Sie stellten fest, dass zwar 25 % des Energiebedarfs für Haushaltstätigkeiten wie die Wartung von Zellwänden verwendet werden, der Großteil von 75 % jedoch für die Informationsverarbeitung wie das Berechnen und Übertragen neuronaler Signale verwendet wird.
Wir können den Energieverbrauch des Gehirns beim Menschen auf diese Weise nicht messen, aber wir können dem Sauerstoff folgen, da eine erhöhte Gehirnaktivität mehr Sauerstoff benötigt.
Ein Ansatz zur Messung der Veränderungen des Sauerstoffverbrauchs unseres Körpers ist die Messung von CO? Werte über ein Kapnographiegerät (bei dem Luft in einen Schlauch geleitet wird). Dies erfordert von den Teilnehmern das Tragen einer Maske, ist aber anders nicht-invasiv.
Die Forschung zeigt tatsächlich, dass eine erhöhte mentale Belastung (z. B. Kopfrechnen, logisches Denken oder Multitasking) mit einem erhöhten Sauerstoffverbrauch verbunden ist (gemessen über CO? freigeben).
Der erhöhte Sauerstoffverbrauch könnte aber auch darauf zurückzuführen sein, dass der gesamte Körper auf eine emotionale, stressige Situation reagiert und nicht die tatsächlichen Veränderungen der Gehirnaktivität widerspiegelt.
Können wir den Sauerstoffverbrauch nur im Gehirn messen?
Es ist kompliziert. Eine erhöhte Gehirnaktivität löst eine erhöhte Zufuhr von sauerstoffreichem Blut aus. Diese zusätzliche Versorgung mit sauerstoffreichem Blut ist regionsspezifisch und kann (buchstäblich) mikrometergenau zu aktiven Neuronen geleitet werden.
Da Blut und sein Sauerstoff nur schwach angezogen werden Magnetfelderkönnen wir die MRT (Magnetresonanztomographie), ein strahlungsfreies Werkzeug, verwenden, um ein, wenn auch indirektes, Maß für die Gehirnaktivität zu erhalten.
Aber leider können wir uns mithilfe der MRT nicht sagen, wie viel Energie unser Gehirn für verschiedene geistige Aktivitäten verbraucht. MRT-Untersuchungen können nur relative Unterschiede in der Gehirnaktivität und im Energieverbrauch erkennen, keine absoluten Werte.
Dies ist jedoch sinnvoll, da unser Gehirn immer eingeschaltet ist und daher immer Energie benötigt. Selbst in Momenten, in denen wir vielleicht beiläufig an untätige Geisteszustände denken, verarbeiten wir immer noch riesige Mengen an Informationen.
Da ist zunächst der allgegenwärtige sensorische Input: Normalerweise verbringen wir unseren Tag nicht in einem dunkler Floating-Tank.
Zweitens wird unsere geistige Aktivität, selbst in einem scheinbar aufgabenlosen Zustand, davon abprallen, dass wir uns an vergangene Ereignisse erinnern und unsere Zukunft planen.
Schließlich gibt es noch unsere Emotionen, die, selbst wenn sie subtil sind (wie Gefühle der Gelassenheit oder Unsicherheit), das Produkt der Gehirnaktivität sind und daher mit laufenden Energiekosten verbunden sind.
Wie stark steigt also die Gehirnaktivität?
Nehmen wir etwas Einfaches, wie zum Beispiel Aufmerksamkeit. MRT-Studien haben gezeigt, dass das aufmerksame Beobachten von sich bewegenden Objekten im Vergleich zum passiven Beobachten die Gehirnaktivität in unserem visuellen Kortex erhöht um 1%.
Das scheint nicht sehr viel zu sein, besonders wenn man bedenkt, dass der Okzipitallappen, der den visuellen Kortex beherbergt (der dem, was wir sehen, einen Sinn gibt), nur ausmacht etwa 18% unserer Gehirnmasse.
Aber interessanterweise führt die Verarbeitung visueller Informationen zu a Verringerung der Aktivität in auditiven Bereichen, was bedeutet, dass wir weniger Energie aufwenden, um die Geräusche in unserer Umgebung zu verarbeiten. Das funktioniert auch andersherum: Wenn wir uns auditiven Informationen widmen, reduzieren wir unsere visuelle Verarbeitungsaktivität.
Auf der Ebene des gesamten Gehirns werden die Kosten für die Aufmerksamkeit auf einen visuellen Reiz wahrscheinlich bereits durch Einsparungen bei der auditiven Verarbeitung ausgeglichen.
Unser Gehirn geht Kompromisse ein, wenn wir uns auf verschiedene Dinge konzentrieren. Shutterstock
Kurz gesagt, die Forschung sagt uns also, dass geistige Aktivität tatsächlich mit einem erhöhten Energieverbrauch zusammenhängt. Dennoch ist der Anstieg minimal, regionalspezifisch und wird oft durch Energierückgänge in anderen Bereichen ausgeglichen.
Warum fühlen wir uns dann nach zu viel geistiger Aktivität erschöpft?
Es ist wahrscheinlich eine Folge von psychischem Stress. Komplexe mentale Aufgaben sind typischerweise auch emotional herausfordernd und führen zu erhöhte Aktivierung unseres sympathischen Nervensystems, was letztendlich zu geistiger und körperlicher Ermüdung führt.
Die gute Nachricht ist, dass wir uns keine Sorgen machen müssen, dass zu viel geistige Aktivität unsere Gehirnenergie entzieht. Aber es ist trotzdem eine gute Idee, sich selbst ein Tempo einzuteilen, um mentale Überlastung, Stress und Ermüdung zu vermeiden.
Über den Autor
Oliver Baumann, Assistenzprofessor, Fakultät für Psychologie, Bond Universität
Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.
Bücher zur Verbesserung der Leistung aus der Amazon-Bestsellerliste
"Peak: Geheimnisse aus der neuen Wissenschaft der Expertise"
von Anders Ericsson und Robert Pool
In diesem Buch stützen sich die Autoren auf ihre Forschung auf dem Fachgebiet, um Einblicke zu geben, wie jeder seine Leistung in jedem Lebensbereich verbessern kann. Das Buch bietet praktische Strategien zur Entwicklung von Fähigkeiten und zum Erreichen von Meisterschaft, mit einem Schwerpunkt auf bewusstem Üben und Feedback.
Klicken Sie für weitere Informationen oder zum Bestellen
"Atomic Habits: Eine einfache und bewährte Methode, um gute Gewohnheiten aufzubauen und schlechte zu brechen"
von James Clear
Dieses Buch bietet praktische Strategien, um gute Gewohnheiten aufzubauen und schlechte zu brechen, mit Schwerpunkt auf kleinen Veränderungen, die zu großen Ergebnissen führen können. Das Buch stützt sich auf wissenschaftliche Forschung und Beispiele aus der Praxis, um allen, die ihre Gewohnheiten verbessern und Erfolg haben möchten, umsetzbare Ratschläge zu geben.
Klicken Sie für weitere Informationen oder zum Bestellen
"Mindset: Die neue Psychologie des Erfolgs"
von Carol S. Dweck
In diesem Buch untersucht Carol Dweck das Konzept der Denkweise und wie sie unsere Leistung und unseren Erfolg im Leben beeinflussen kann. Das Buch bietet Einblicke in den Unterschied zwischen einem Fixed Mindset und einem Growth Mindset und bietet praktische Strategien zur Entwicklung eines Growth Mindsets und zum Erreichen größerer Erfolge.
Klicken Sie für weitere Informationen oder zum Bestellen
"Die Macht der Gewohnheit: Warum wir tun, was wir im Leben und im Geschäft tun"
von Charles Duhigg
In diesem Buch erforscht Charles Duhigg die Wissenschaft hinter der Bildung von Gewohnheiten und wie sie genutzt werden kann, um unsere Leistung in allen Lebensbereichen zu verbessern. Das Buch bietet praktische Strategien, um gute Gewohnheiten zu entwickeln, schlechte zu brechen und dauerhafte Veränderungen zu bewirken.
Klicken Sie für weitere Informationen oder zum Bestellen
"Smarter Faster Better: Die Geheimnisse der Produktivität im Leben und im Geschäft"
von Charles Duhigg
In diesem Buch erforscht Charles Duhigg die Wissenschaft der Produktivität und wie sie genutzt werden kann, um unsere Leistung in allen Lebensbereichen zu verbessern. Das Buch stützt sich auf Beispiele aus der Praxis und Forschung, um praktische Ratschläge für mehr Produktivität und Erfolg zu geben.
