Сколько калорий может сжечь мозг, занимаясь мышлением?

Карпов был не одинок в том, что испытал на себе экстремальные физические последствия игры. Хотя с тех пор ни один шахматист не демонстрировал столь значительной потери веса, элитные игроки в шахматы могут сжигать до 6000 калорий в день — и всё это, не вставая со своих мест.

Каким образом мозг отвечает за огромное потребление энергии? И означает ли это, что более интенсивное мышление — это простой и доступный всем способ похудеть? Чтобы разобраться в этом вопросе, нам сначала нужно понять, сколько энергии расходует обычный мозг, не одержимый шахматами.

Польза для мозга от физических упражнений обеспечивается кровотоком — и, как показало исследование на мышах, она может передаваться и другим органам.

Когда организм находится в состоянии покоя — не занят никакой деятельностью, кроме основных процессов дыхания, пищеварения и поддержания тепла, — известно, что мозг расходует поразительные 20–25% всей энергии организма, главным образом в виде глюкозы.

Это соответствует 350 или 450 калориям в день для среднестатистической женщины или мужчины соответственно. В детстве мозг потребляет еще больше энергии. «У среднестатистического 5-6-летнего ребенка мозг может использовать до 60% энергии организма», — говорит Дуг Бойер, доцент кафедры эволюционной антропологии Университета Дьюка.

Эта привычка, поглощающая огромное количество глюкозы, на самом деле делает мозг самым энергозатратным органом в организме, хотя объём мозга и составляет всего 2% от общей массы тела.

Вместе с Арианной Харрингтон, аспиранткой по эволюционной антропологии из Университета Дьюка, изучающей использование энергии в мозге млекопитающих, Бойер провел исследование, показавшее, что очень маленькие млекопитающие, такие как малая тупайя и миниатюрная карликовая мартышка, затрачивают на работу мозга столько же энергии, сколько и люди.

В этом отношении люди не уникальны. Бойер считает, что причина в том, что, несмотря на малый вес мозга, человеческий мозг — и мозг, потребляющий такое же количество глюкозы, у тупайи и мартышек — велик по сравнению с остальной частью тела. Если у вас действительно большой мозг по отношению к размеру тела, то, вероятно, он будет более затратным с метаболической точки зрения.

Большая часть энергии, поглощаемой этим органом, расходуется на обеспечение связи между нейронами головного мозга посредством химических сигналов, передаваемых через клеточные структуры, называемые синапсами.

Значительная часть энергии идет на активацию синапса. Это включает в себя транспортировку большого количества ионов через мембраны, что считается одним из самых энергозатратных процессов в головном мозге.

Польза для мозга от физических упражнений обеспечивается кровотоком — и, как показало исследование на мышах, она может передаваться и другим органам.

Кроме того, мозг никогда по-настоящему не отдыхает. Даже во время сна ему по-прежнему требуется топливо для передачи сигналов между клетками, чтобы поддерживать функции организма. Более того, мозг обслуживают целые флотилии клеток, которые существуют для того, чтобы направлять питательные вещества к нейронам.

И этим клеткам также необходима своя доля глюкозы в организме, чтобы выжить и продолжать выполнять свою работу. Огромные ресурсы, затрачиваемые на формирование мозга, также помогают объяснить, почему в периоды интенсивного развития, когда нам 5 или 6 лет, наш мозг потребляет почти в три раза больше энергии, чем мозг взрослого человека.

Поскольку мозг потребляет очень много энергии, означает ли это, что чем больше мы заставляем этот орган работать, тем больше энергии он будет поглощать — и тем больше калорий мы будем сжигать?

Технически, ответ — да, для когнитивно сложных задач. Что считается «сложной» умственной задачей, варьируется от человека к человеку. Но в целом, это можно описать как задачу, которую мозг не может легко решить, используя ранее усвоенные алгоритмы, или задачи, условия которых постоянно меняются.

К таким задачам можно отнести обучение игре на музыкальном инструменте или разработку новаторских ходов во время напряженной шахматной партии. Когда вы тренируетесь, чтобы освоить что-то новое, ваш мозг адаптируется, увеличивая передачу энергии в тех областях мозга, которые активируются в результате тренировки.

Со временем, по мере того как мы становимся более опытными в выполнении определенной задачи, мозгу больше не приходится прилагать столько усилий для её выполнения, и поэтому выполнение этой задачи в конечном итоге потребует меньше энергии.

Тем не менее, на начальных этапах обучения выполнению умственно сложной задачи, разве можно оправдать употребление сладкого перекуса для «пополнения запасов энергии»?

Если вы просто чувствуете потребность в приливе энергии от сахара, который поднимет вам настроение, то да. Но если вы верите, что глубокие размышления помогут сжечь калории от сладкого перекуса, то, к сожалению, нет.

Потому что на фоне огромного общего энергопотребления мозга, которое расходуется на множество задач, энергия, необходимая просто для более интенсивного мышления, на самом деле сравнительно мала.

Большая часть того, что происходит, что поглощает энергию мозга, — это то, что мы могли бы назвать «скрытой активностью». Мы не осознаем большую часть активности, происходящей в мозге. И большая часть этой активности не связана с сознательными действиями, такими как обучение пению или игре на гитаре.

Другими словами, освоение новой задачи или выполнение чего-то сложного на самом деле не является самой энергозатратной частью работы мозга.

На самом деле, когда мы учимся чему-то новому или осваиваем новые виды деятельности, количество энергии, затрачиваемой на эту «новую» деятельность, довольно мало по сравнению с общим энергопотреблением остальной части мозга.

Мозг способен перенаправлять кровь и, следовательно, энергию в определенные области, которые активны в данный момент. Но считается, что общая доступность энергии в мозге остается постоянной.

Таким образом, хотя при выполнении сложных когнитивных задач могут наблюдаться значительные всплески потребления энергии в локализованных областях мозга, в целом, с точки зрения энергетического баланса всего мозга, эти виды деятельности существенно его не изменяют.

Но если это правда, то как объяснить, почему Карпов так сильно похудел, готовясь к шахматному турниру? Общепринятое мнение заключается в том, что это случилось в основном связано со стрессом и сокращением потребления пищи, а не с умственным истощением.

Элитные шахматисты часто находятся под сильным давлением, вызывающим стресс, который может привести к учащенному сердцебиению, быстрому дыханию и потливости. В совокупности эти эффекты приводят к сжиганию калорий в течение длительного времени.

Кроме того, игрокам иногда приходится сидеть до 8 часов подряд, что может нарушить их обычный режим питания. Потеря энергии также характерна для артистов и музыкантов, поскольку они часто находятся в состоянии сильного стресса и имеют нарушенный режим питания.

Поддерживать организм в состоянии готовности к длительной умственной активности требует больших энергетических затрат. Если вы не можете есть так часто или так много, как обычно, — то вы можете похудеть.

Итак, вердикт таков: к сожалению, одних лишь размышлений, игры в интеллектуальные игры и философских диспутов недостаточно, чтобы похудеть. Но когда в следующий раз вы почувствуете нехватку вдохновения, лишняя шоколадка с минимальным содержанием сахара, вероятно, не повредит