No va a ser mucho más que simplemente sentarse: el cerebro siempre está quemando energía ya sea que la “use” o no.
Capacidad intelectual
Aunque el cerebro humano adulto promedio pesa aproximadamente 1,4 kilogramos, solo el 2 por ciento del peso corporal total, demanda el 20 por ciento de nuestra tasa metabólica en reposo (RMR), la cantidad total de energía que gasta nuestro cuerpo en un día de inactividad. La RMR varía de persona a persona según la edad, el sexo, el tamaño y la salud. Si asumimos una tasa metabólica promedio en reposo de 1.300 calorías, el cerebro consume 260 de esas calorías solo para mantener las cosas en orden. Eso es 10.8 calorías por hora o 0.18 calorías por minuto. (En comparación, consulte la tabla de Harvard de calorías quemadas durante diferentes actividades). Con un poco de matemática, podemos convertir ese número en una medida de poder:
-Resistencia a la tasa metabólica: 1300 kilocalorías, o kcal, del tipo utilizado en nutrición
-1,300 kcal durante 24 horas = 54,16 kcal por hora = 15,04 gramo de calorías por segundo
-15.04 gramo de calorías / seg = 62.93 julios / seg = alrededor de 63 vatios
-20 por ciento de 63 vatios = 12,6 vatios
Por lo tanto, un cerebro humano adulto típico funciona con alrededor de 12 vatios, una quinta parte de la potencia requerida por una bombilla estándar de 60 vatios. Comparado con la mayoría de los otros órganos, el cerebro es codicioso; enfrentado a productos electrónicos fabricados por el hombre, es asombrosamente eficiente. ¡Watson de IBM, la supercomputadora que derrotó a Jeopardy! campeones, depende de noventa servidores IBM Power 750, cada uno de los cuales requiere alrededor de mil vatios.
La energía viaja al cerebro a través de los vasos sanguíneos en forma de glucosa, que se transporta a través de la barrera hematoencefálica y se utiliza para producir trifosfato de adenosina (ATP), la principal moneda de la energía química dentro de las células. Los experimentos con animales y personas han confirmado que cuando las neuronas en una región cerebral particular se disparan, los capilares locales se dilatan para suministrar más sangre de lo normal, junto con glucosa y oxígeno adicionales. Esta respuesta consistente hace posibles los estudios de neuroimágenes: la resonancia magnética funcional (fMRI) depende de las propiedades magnéticas únicas de la sangre que fluye hacia y desde las neuronas que disparan. La investigación también ha confirmado que una vez que los vasos sanguíneos dilatados entregan glucosa adicional, las células cerebrales la superan.
Ampliando la lógica de tales hallazgos, algunos científicos han propuesto lo siguiente: si las neuronas de disparo requieren glucosa adicional, entonces las tareas mentales especialmente desafiantes deberían disminuir los niveles de glucosa en la sangre y, del mismo modo, comer alimentos ricos en azúcares debería mejorar el rendimiento en tales tareas. Aunque bastantes estudios han confirmado estas predicciones, la evidencia como un todo es mixta y la mayoría de los cambios en los niveles de glucosa van desde lo minúsculo a lo pequeño. En un estudio en la Universidad de Northumbria, por ejemplo, los voluntarios que completaron una serie de tareas verbales y numéricas mostraron una mayor caída en la glucosa en sangre que las personas que simplemente presionaron una tecla repetidamente. En el mismo estudio, una bebida azucarada mejoró el rendimiento en una de las tareas, pero no en las demás. En Liverpool, los voluntarios de la Universidad John Moores realizaron dos versiones de la tarea Stroop, en la que tenían que identificar el color de la tinta en la que se imprimía una palabra, en lugar de leer la palabra en sí misma: en una versión, las palabras y los colores en tinta azul; en la versión engañosa, la palabra AZUL apareció en tinta verde o roja. Los voluntarios que realizaron la tarea más desafiante mostraron mayores descensos en la glucosa en sangre, que los investigadores interpretaron como una causa directa de un mayor esfuerzo mental. Algunos estudios han encontrado que cuando las personas no son muy buenas en una tarea en particular, ejercen un mayor esfuerzo mental y usan más glucosa y, del mismo modo, mientras más hábil seas, más eficiente será tu cerebro y menos glucosa necesitarás. Para complicar las cosas, al menos un estudio sugiere lo contrario: que los cerebros más hábiles reclutan más energía. *
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Azúcares no tan simples
Los resultados insatisfactorios y contradictorios de los estudios de glucosa subrayan que el consumo de energía en el cerebro no es una simple cuestión de un mayor esfuerzo mental que mina más de la energía disponible del cuerpo. Claude Messier de la Universidad de Ottawa ha revisado muchos de esos estudios. Sigue sin estar convencido de que cualquier tarea cognitiva cambie de forma medible los niveles de glucosa en el cerebro o la sangre. “En teoría, sí, una tarea mental más difícil requiere más energía porque hay más actividad neuronal”, dice, “pero cuando la gente hace una tarea mental, no verá un gran aumento del consumo de glucosa como un porcentaje significativo de la El nivel base es bastante energía, incluso en el sueño de onda lenta con muy poca actividad todavía hay un alto consumo basal de glucosa “. La mayoría de los órganos no requieren tanta energía para la limpieza básica. Pero el cerebro debe mantener activamente las concentraciones apropiadas de partículas cargadas a través de las membranas de miles de millones de neuronas, incluso cuando esas células no estén disparando. Debido a este mantenimiento costoso y continuo, el cerebro generalmente tiene la energía que necesita para un poco de trabajo extra.
Los autores de otros artículos de revisión han llegado a conclusiones similares. Robert Kurzban, de la Universidad de Pensilvania, señala estudios que demuestran que el ejercicio moderado mejora la capacidad de concentración de las personas. En un estudio, por ejemplo, los niños que caminaron durante 20 minutos en una cinta rodante se desempeñaron mejor en una prueba de rendimiento académico que los niños que leyeron en silencio antes del examen. Si el esfuerzo mental y la habilidad fueran una simple cuestión de glucosa disponible, entonces los niños que hacían ejercicio (y quemaban más energía) deberían haber tenido un rendimiento peor que sus pares en reposo.
La influencia de la dificultad de una tarea mental en el consumo de energía “parece ser sutil y probablemente dependa de la variación individual en el esfuerzo requerido, el compromiso y los recursos disponibles, lo que podría estar relacionado con variables como la edad, la personalidad y la glucoregulación”, escribió Leigh Gibson de la Universidad de Roehampton en una revisión sobre los hidratos de carbono y la función mental.
Tanto Gibson como Messier concluyen que cuando alguien tiene problemas para regular la glucosa de manera adecuada -o ha ayunado durante mucho tiempo- una bebida o alimento azucarado puede mejorar su rendimiento posterior en ciertos tipos de tareas de memoria. Pero para la mayoría de las personas, el cuerpo suministra fácilmente la poca glucosa adicional que el cerebro necesita para un esfuerzo mental adicional.
