问题

如果说人脑没有开发完全,会不会是因为我们的能量摄入方式不足以支撑人脑完全运做作时需要的能量呢?

回答
关于人脑尚未完全开发这一说法,以及它是否可能与能量摄入方式不足有关,这是一个非常有趣且值得深入探讨的问题。让我们试着从几个角度来剖析一下。

首先,我们得明确“人脑没有开发完全”这个概念。通常来说,当我们谈论人脑的“开发”时,多指的是其潜能、认知能力、学习能力、创造力以及某些高级功能的发挥程度。人脑确实是一个极其复杂的器官,其神经网络的连接、可塑性以及功能的实现,在整个生命周期中都在不断地发展和调整,尤其是在童年和青少年时期。即便到了成年,我们仍然可以通过学习和经验来重塑大脑的结构和功能。从这个意义上讲,说人脑没有“完全”开发,或许更准确地说,是其潜能尚未被充分挖掘,或者说,我们所能达到的认知极限还有待探索。

那么,能量摄入是否是制约大脑“完全运作”的一个因素呢?答案是肯定的,而且非常关键。人脑可以说是我们身体里最“耗能”的器官之一。尽管它只占体重的约2%,但却消耗了我们全身大约20%的静息能量。这足以说明其对能量的巨大需求。

大脑主要的“燃料”是葡萄糖。当血糖水平稳定时,大脑就能获得持续的能量供应。这种能量不仅用于维持神经元的正常活动(比如离子通道的泵送、信号的传递),还用于支持更高级的认知功能,如记忆形成、注意力集中、问题解决、语言理解和生成等等。

现在,我们来考虑“能量摄入方式不足以支撑人脑完全运作”这个假设。这可以从几个层面理解:

1. 宏量营养素的失衡(碳水化合物、蛋白质、脂肪):
碳水化合物是大脑最直接、最主要的能量来源。如果日常饮食中碳水化合物摄入不足,特别是优质的、复杂的碳水化合物(如全谷物、蔬菜、水果),大脑就可能面临能量短缺的风险。这可能导致思维迟缓、注意力难以集中、记忆力下降,甚至情绪波动。
蛋白质对于大脑的健康和功能同样至关重要。蛋白质是神经递质合成的原料,而神经递质是调节情绪、学习和记忆的关键。如果蛋白质摄入不足,大脑的信号传递和修复能力可能会受到影响。
脂肪,尤其是omega3脂肪酸(如DHA和EPA),是构成大脑细胞膜的重要组成部分,对神经元的连接和功能至关重要。它们参与大脑的信号传导,并具有抗炎作用。长期缺乏足够的健康脂肪,可能会影响大脑的结构完整性和信息处理效率。

2. 微量营养素的缺乏(维生素和矿物质):
B族维生素(如维生素B6、B12、叶酸)在能量代谢、神经递质合成和神经髓鞘的形成中扮演着至关重要的角色。例如,维生素B12的缺乏会导致神经损伤和认知障碍。
铁是血红蛋白的重要组成部分,负责将氧气输送到全身,包括大脑。大脑对氧气非常敏感,缺铁可能导致大脑缺氧,影响认知功能。
锌参与神经递质的释放和信号传导,对学习和记忆至关重要。
镁在神经信号传递和能量产生中也发挥着作用。
抗氧化剂(如维生素C、E、类胡萝卜素)帮助保护大脑免受氧化应激的损伤,而氧化应激与许多神经退行性疾病有关。

3. 血糖的稳定性问题:
单纯地摄入高糖食物,虽然能迅速提供能量,但会导致血糖水平急剧升高,然后又迅速下降。这种“过山车”式的血糖波动,会严重影响大脑的稳定供能,导致精力不济、反应变慢。
缺乏规律的进食,或者长时间空腹,也会导致血糖过低,直接影响大脑的正常工作。

4. 能量摄入的总量问题:
如果一个人的总能量摄入长期低于身体和大脑的代谢需求,那么身体可能会优先保证基本生理功能的运行,而将用于更高级认知活动的能量削减。这就像一个公司,在现金流紧张时,会优先支付工资和水电费,而将研发和市场推广的预算削减一样。大脑作为高耗能器官,在能量不足时,可能会“暂时关闭”或降低一些“非必要”的功能,以节约能量。

那么,这些能量摄入的“不足”或者“不当”,如何可能影响到我们所说的“人脑未完全开发”呢?

限制了学习和发展的潜力:如果大脑长期处于能量不足或营养不均衡的状态,其可塑性(即改变和适应能力)可能会受到影响。学习新知识、形成新记忆、解决复杂问题都需要大量的能量和生物化学支持。长期营养不良的孩子,其大脑发育和认知能力的全面发展就会受到严重阻碍。即使是成年人,如果饮食结构不合理,也可能难以达到自己潜在的智力巅峰。
影响了情绪和动机:大脑中的神经递质系统高度依赖于能量和营养素的供应。能量不足可能导致情绪低落、缺乏动力和兴趣,这反过来会影响我们主动去学习、探索和挑战自我的意愿。如果一个人没有足够的动力去发展自己的大脑,那么“未开发”的状态就会持续下去。
可能导致某些高级功能的低效运行:一些需要高度专注、创造力或决策能力的任务,对大脑的能量供应要求非常高。在能量不足的情况下,这些功能可能会表现出低效,或者根本无法启动。这就像一个高性能的计算机,如果电源不足,它可能只能运行基础的操作系统,而无法启动那些需要大量计算资源的专业软件。

我们可以举个例子来理解这种能量供应与大脑功能的关系:想象一下你有一台非常强大的电脑,它的处理器(CPU)和显卡(GPU)是顶级的,能够处理最复杂的设计和模拟。但如果你的电源供应器(Power Supply Unit, PSU)功率不足,或者电线老化不稳定,即使硬件再好,你也无法让它全速运行,更不用说运行那些最吃配置的专业软件了。你只会感受到卡顿、死机,甚至无法启动某些程序。人脑的能量摄入方式,就好比这台电脑的电源供应。

当然,将“人脑未完全开发”简单归因于能量摄入方式不足,可能过于简化了。人脑的发育和功能的发挥是一个极其复杂的过程,受到遗传、环境、教育、社会互动、生理健康、心理状态等多种因素的综合影响。例如,缺乏早期智力刺激、缺乏良好的教育机会、长期的精神压力、睡眠不足、甚至环境中的毒素暴露,都可能成为限制人脑潜能发挥的因素。

然而,能量的供应,特别是高质量、稳定的能量供应,是这一切生理和认知活动得以进行的基础。没有充足且均衡的“燃料”,大脑的“发动机”就无法以最佳状态运转,其“潜力”也就无从谈起,或者说,这种潜力被我们实际能达到的水平大大限制了。

因此,可以说,一个不健康的能量摄入方式,如长期偏食、营养不良、血糖不稳定等,确实可能成为阻碍人脑充分发挥其潜能的一个重要,甚至是基础性的因素。它就像在为大脑的“完全运作”设定了一个“功率限制器”,让我们即使拥有出色的硬件,也无法触及其应有的性能上限。这或许就是我们感知到“人脑未完全开发”的原因之一。一个真正健康、均衡的饮食,为大脑提供了源源不断的、高质量的能量和必需的“原材料”,能够最大程度地支持大脑的学习、适应和高效运转,从而帮助我们更好地“开发”和利用我们的大脑。

网友意见

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实际上大脑“不工作”的时候消耗的能量并没有比“工作”的时候少多少。

神经系统主要的能量消耗在维持静息电位上,神经元的细胞膜传递神经冲动与否,实际上对神经元能量消耗的影响不大。

静息状态下,神经元膜上的钠钾转运蛋白不厌其烦的不断消耗能量,把钠搬运到膜外,把钾搬运到膜内,维持内钾外钠的离子浓度差。每运进两个钾离子就运出三个钠离子,钾离子和钠离子都相当于一个正电荷,这样细胞膜外正电荷多于细胞膜内,就产生了电势差。


这样,当神经元上受体被激动,神经冲动产生时,不用很麻烦很累,不耗费一点能量,直接开放钾离子通道和钠离子通道。

钾离子通道和钠离子通道开放,此时外侧的钠离子明显高于内侧,通道开放以后两的钠浓度会快速达到相同(然后还会“惯性”的达到短时间钠离子内多外少的情况),钠内流的过程只需要利用这个提前制造出来的势能。钾外流的情况也相似。这个区域的电势差也就会消除,与周边还有电势差的区域之间产生电流,进一步引起周边的电受体被激动。神经冲动就可以在一个神经元内部传递下去。

沿着轴突方向传递的神经冲动,最终会激动末端的突触释放递质,激动下一级神经元或激动肌肉/腺细胞等效应器细胞。

而在突触的位置,神经递质也是平时被合成,并储存在突触小泡内,神经冲动传到神经末梢诱发突触激活和抵制传递时,也只是开放了钙离子通道使突触小泡内早就储存好的神经递质被释放。

大部分能量都是平时合成时所消耗的,神经冲动经过突触与否对能量消耗的影响不大。

这些日常的过程已经消耗了大量的能量,即使是龙虾这样大脑只有针尖大小而不是人这样大脑占体重如此之大的动物,神经系统都消耗了大部分的能量。


此外,大脑内存在称为默认网络(Default Network)的系统。

默认网络在平时活跃,维持临时的记忆无法形成长期稳定的神经元连接,所以其对应的神经冲动在神经元之间不断循环,从而被维持下来,这些被称为工作记忆的结果使我们能够持续完成工作,而不会在完成一项工作时忘记刚刚做过哪些部分,这个系统平时吸引大量的供血,消耗大量的能量。

在我们休息的时候,乃至我们睡眠的时候,这个系统都在持续工作,如果这个系统不工作了,我们的意识就无法连续,就会出现意识丧失。


不论“人脑只开发了10%”这种说法是怎么来的,大概都受到过这些基础知识的影响,在传播的过程中以讹传讹,魔改为“人脑只开发了10%”。实际上,大脑全面放电的效果只会导致癫痫,而离开了上述这些基础的支持,神经系统也无法完成那些被我们人类认为是“高级、有意义”的工作。



此外,消化系统吸收营养的过程确实也是消耗了大量能量的。其中大部分较大分子需要通过细胞膜上专门识别的转运体转运出入肠壁细胞,否则大分子物质将会随意的进入动物的体细胞及血液内。这种转运过程通常都是需要能量的。虽然一部分转运体通过钠钾等离子浓度梯度协同运输,可以直接利用肠内的高离子浓度,但是大部分还是需要消耗ATP主动运送完成,此外分泌出消耗液内的酶和离子,也需要消耗能量。

不过这样仍然是最高效利用能量的方式之一了,大部分发电装置把燃料、动能、光转化为电的能量利用率,都要远低于动物把食物吸收并最终通过线粒体转化为ATP的利用率。

实际上,那些食物利用率更高的反刍动物,乃至把叶绿体养在肠道细胞内可以源源不断获得能量的绿叶海天牛,也没能发展出比人类占身体更大比例的神经系统。

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