Nuestros cerebros usan más oxígeno cuando realizan tareas más desafiantes. Esto es Ingeniería/Pexels
Después de un largo día de trabajo o estudio, tu cerebro puede sentir que se ha quedado sin energía. Pero, ¿nuestro cerebro quema más energía cuando participa en atletismo mental que durante otras actividades, como mirar televisión?
Para responder a esta pregunta, debemos observar la sala de máquinas de nuestro cerebro: las células nerviosas. La moneda de energía principal de nuestras células cerebrales es una molécula llamada trifosfato de adenosina (o ATP), que nuestro cuerpo produce a partir de azúcar y oxígeno.
El consumo de energía del cerebro se puede rastrear usando azúcar y oxígeno, pero el oxígeno es la opción más accesible.
Seguimiento del consumo de oxígeno, el cerebro cuentas para alrededor del 20% del consumo de energía del cuerpo, a pesar de que solo representa el 2% de su peso.
Eso es alrededor de 0.3 kilovatios hora (kWh) por día para un adulto promedio, más de 100 veces lo que un teléfono inteligente típico requiere a diario. Y es equivalente a 260 calorías o 1,088 kilojulios (kJ) por día (la ingesta total de energía de un adulto promedio es de alrededor de 8,700 kJ por día).
¿Como sabemos?
En 2012, el neurocientífico británico David Attwell y sus colegas consumo de oxígeno medido en rodajas de cerebro de rata.
Determinaron que, si bien el 25 % de las necesidades energéticas se utilizan para actividades domésticas, como el mantenimiento de las paredes celulares, el 75 % a granel se utiliza para el procesamiento de información, como la computación y la transmisión de señales neuronales.
No podemos medir el consumo de energía cerebral en humanos de esta manera, pero podemos seguir el oxígeno, ya que una mayor actividad cerebral requiere más oxígeno.
Un método para medir los cambios en el consumo de oxígeno de nuestro cuerpo es medir el CO. niveles a través de un dispositivo de capnografía (donde el aire entra en un tubo). Esto requiere que los participantes usen una máscara, pero de lo contrario no invasivo.
De hecho, la investigación muestra que una mayor carga mental (como realizar cálculos mentales, razonar o realizar múltiples tareas) está relacionada con un mayor consumo de oxígeno (medido a través de ¿CO? liberar).
Sin embargo, el aumento del consumo de oxígeno también podría deberse a que todo el cuerpo reacciona a una situación emocional y estresante y no refleja los cambios reales en la actividad cerebral.
¿Podemos medir el uso de oxígeno solo en el cerebro?
Es complicado. El aumento de la actividad cerebral desencadena un mayor suministro de sangre rica en oxígeno. Ese suministro adicional de sangre rica en oxígeno es específico de la región y puede canalizarse (literalmente) con precisión micrométrica a las neuronas activas.
Como la sangre y su oxígeno son atraídos débilmente por campos magnéticos, podemos utilizar MRI (imágenes por resonancia magnética), una herramienta libre de radiación, para obtener una medida, aunque indirecta, de la actividad cerebral.
Pero desafortunadamente, no podemos usar la resonancia magnética para decirnos cuánta energía usa nuestro cerebro para diferentes actividades mentales. Los estudios de resonancia magnética solo pueden identificar diferencias relativas en la actividad cerebral y el consumo de energía en lugar de valores absolutos.
Sin embargo, esto tiene sentido, dado que nuestro cerebro siempre está encendido y, por lo tanto, siempre tiene necesidades energéticas. Incluso en momentos en que casualmente podemos considerar estados de mente ociosa, todavía procesamos grandes cantidades de información.
En primer lugar, está la información sensorial siempre presente: por lo general, no pasamos el día en un tanque de flotación oscuro.
En segundo lugar, nuestra actividad mental, incluso en un estado aparentemente sin tareas, rebotará recordando eventos pasados y planificando nuestro futuro.
Por último, están nuestras emociones, que, incluso cuando son sutiles (como sentimientos de serenidad o incertidumbre), son productos de la actividad cerebral y, por lo tanto, tienen un costo energético constante.
Entonces, ¿cuánto aumenta la actividad cerebral?
Tomemos algo simple, como prestar atención. Los estudios de resonancia magnética han demostrado que monitorear atentamente los objetos en movimiento en comparación con mirarlos pasivamente aumenta la actividad cerebral en nuestra corteza visual al alrededor 1%.
Esto no parece mucho, especialmente considerando que el lóbulo occipital, que alberga la corteza visual (que da sentido a lo que vemos), solo constituye sobre 18% de nuestra masa cerebral.
Pero curiosamente, el procesamiento de la información visual conduce a una reducción de actividad en las áreas auditivas, lo que significa que gastamos menos energía procesando los sonidos de nuestro entorno. Esto también funciona al revés: cuando prestamos atención a la información auditiva, reducimos nuestra actividad de procesamiento visual.
A nivel de todo el cerebro, el costo de prestar atención a un estímulo visual probablemente ya esté compensado por los ahorros en el procesamiento auditivo.
Nuestro cerebro hace concesiones cuando nos enfocamos en cosas diferentes. Shutterstock
Entonces, en pocas palabras, la investigación nos dice que la actividad mental está relacionada con un mayor consumo de energía. Aún así, el aumento es mínimo, específico de la región y, a menudo, compensado por disminuciones de energía en otras áreas.
Entonces, ¿por qué nos sentimos agotados después de demasiada actividad mental?
Es probable que sea el resultado del estrés mental. Las tareas mentales complejas suelen ser también emocionalmente desafiantes y conducen a mayor activación de nuestro sistema nervioso simpático, lo que en última instancia conduce a la fatiga mental y física.
La buena noticia es que no tenemos que preocuparnos de que demasiada actividad mental agote nuestra energía cerebral. Pero sigue siendo una buena idea controlar el ritmo para evitar la sobrecarga mental, el estrés y la fatiga.
Sobre el Autor
Oliver Baumann, Profesor Asistente, Facultad de Psicología, Universidad de Bond
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
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