近日，一項(xiàng)科學(xué)研究指出：人腦之所以會(huì)消耗大量能量，是因?yàn)樗诓粩嗟匦孤┠芰浚?/span>
人腦究竟有多重要，相信不必多說(shuō)，它是意識(shí)的發(fā)源地，我們的喜、怒、哀、樂(lè)都來(lái)自大腦的活動(dòng)，如果把人比喻成是一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，那么人腦就是計(jì)算機(jī)最重要部件CPU和硬盤，你說(shuō)它重要不重要？
人腦接收來(lái)自身體所有感覺(jué)器官的信息，處理信息，并根據(jù)需要讀取和儲(chǔ)存信息，然后將處理好的信息輸出，簡(jiǎn)直比計(jì)算機(jī)CPU還要超級(jí)得多。
知道人腦有多耗能嗎？CPU是計(jì)算機(jī)中最耗能的部件，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量廢熱，要不然也不會(huì)專門安裝一個(gè)由黃銅和風(fēng)扇做成冷卻裝置，目的是用來(lái)帶走熱量，以免溫度過(guò)高。
跟CPU一樣，人腦也是人體中最耗能的器官?zèng)]有之一，人腦的平均重量約為1.4公斤，約占人體總重量的2%，但卻消耗掉身體能量的20%，尤其是氧氣，占到總需求的25%，就算人在睡覺(jué)，消耗的能量也沒(méi)有絲毫減少。
為何大腦會(huì)如此耗能呢，連睡覺(jué)都還在繼續(xù)？一開(kāi)始，科學(xué)家認(rèn)為耗能可能與大腦里面的不停的電活動(dòng)有關(guān)，因?yàn)榧幢闳怂耍X細(xì)胞和神經(jīng)元還在不斷地產(chǎn)生電信號(hào)，要不然，我們也不可能在睡覺(jué)時(shí)做夢(mèng)了，做夢(mèng)是大腦活動(dòng)的一種體現(xiàn)。
大腦產(chǎn)生電信號(hào)會(huì)燃燒一種被稱為三磷酸腺苷（ATP）的能量分子，三磷酸腺苷是一種不穩(wěn)定的高能化合物，化學(xué)式為C10H16N?O13P?，分子量為507.18。
但是以上這種解釋很快出現(xiàn)了一個(gè)新的疑問(wèn)：幾乎沒(méi)有腦活動(dòng)的植物人，或者是處于昏迷狀態(tài)的人，他們大腦內(nèi)的電活動(dòng)肯定非常少，應(yīng)該消耗極少的能量，但事實(shí)證明，大腦仍然在消耗大量能量。
于是，用大腦電活動(dòng)來(lái)解釋大腦耗能的原因宣布失敗！但是，2021年12月3日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志的一篇科學(xué)研究指出：人腦之所以會(huì)消耗大量能量，是因?yàn)樗诓粩嗟匦孤┠芰浚娴氖沁@樣嗎？我們繼續(xù)往下看。
我們的大腦之所以這么超能，是因?yàn)樾⌒〉拇竽X里面有100多億個(gè)神經(jīng)元，如果以微觀的角度去看，大腦宛如一個(gè)小宇宙，里面的神經(jīng)元縱橫交錯(cuò)，相當(dāng)于是將無(wú)數(shù)個(gè)超級(jí)星系團(tuán)連在一起的宇宙網(wǎng)絡(luò)。
怪不得有人需要腦力或力量的時(shí)候就會(huì)大叫：燃燒吧，我的小宇宙！看來(lái)還是有幾分道理的。
神經(jīng)元與神經(jīng)元之間的連接點(diǎn)被稱為“突觸”，而裝滿“神經(jīng)遞質(zhì)”的微小囊泡是神經(jīng)元與神經(jīng)元溝通與交流的“快遞員”，在現(xiàn)實(shí)世界中，快遞員是一份非常消耗體力的工作，因此，神經(jīng)元之間的交流會(huì)消耗大量能量。
為了搞清楚神經(jīng)元交流的能量是如何消耗的，科研團(tuán)隊(duì)使用毒素讓老鼠的大腦停止活動(dòng)，神經(jīng)元突觸也就不再活動(dòng)了，用于測(cè)試突觸內(nèi)對(duì)三磷酸腺苷（ATP）的消耗水平，但讓人沒(méi)有想到的是，突觸都不活動(dòng)了，但還在繼續(xù)消耗大量能量。
這是為什么呢？于是科學(xué)家做了進(jìn)一步的研究，對(duì)突觸中裝滿“神經(jīng)遞質(zhì)”的微小囊泡和囊泡內(nèi)產(chǎn)生質(zhì)子的“質(zhì)子泵”進(jìn)行了研究。
發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白攜帶神經(jīng)遞質(zhì)后改變了形狀，然后進(jìn)入小囊泡內(nèi)，把神經(jīng)遞質(zhì)留在囊泡內(nèi)，抓住一個(gè)質(zhì)子后，再次改變形狀后離開(kāi)了囊泡，轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白每進(jìn)入一次囊泡，那么囊泡就會(huì)被帶出一個(gè)質(zhì)子，這也就是說(shuō)c泄漏了一個(gè)質(zhì)子。
可恨的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，有時(shí)還空手套白狼，不攜帶神經(jīng)遞質(zhì)就進(jìn)入了囊泡，出來(lái)時(shí)仍抓住了一個(gè)質(zhì)子，再次泄漏了一個(gè)質(zhì)子，為了保證囊泡里面的質(zhì)子濃度，囊泡里面的“質(zhì)子泵”要不停地制造質(zhì)子，才能滿足需求，消耗了突觸44%的能量。
我們來(lái)梳理一下上述的研究發(fā)現(xiàn)，一，大腦停止活動(dòng)后，神經(jīng)元突觸中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在繼續(xù)工作，將神經(jīng)遞質(zhì)遞給“快遞員”的囊泡。
二，轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不斷地從囊泡中帶出質(zhì)子，然后把帶出的質(zhì)子作為廢物丟棄了，導(dǎo)致囊泡總是在泄漏質(zhì)子，“質(zhì)子泵”要不停地生產(chǎn)質(zhì)子，消耗大量能量。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)使用的是老鼠大腦，但老鼠大腦結(jié)構(gòu)和人的大腦接近，因此人腦能量消耗方式也是一樣的。幾個(gè)質(zhì)子，幾百個(gè)質(zhì)子，幾萬(wàn)個(gè)質(zhì)子，那都微不足道，但是我們的大腦有100多億個(gè)神經(jīng)元，總數(shù)加起來(lái)，這就是相當(dāng)大的消耗了。
現(xiàn)在終于知道原因了吧，為什么人腦需要消耗身體20%的能量了，原來(lái)人腦一直不斷在泄漏能量，這是真的。
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