Sinirbilim

Beyin Göçü: Düşünen Zihinlerimizin Enerji Tüketiminin Ölçülmesi

Özet: Beynimiz, vücudun toplam enerji tüketiminin yaklaşık %20’sini oluşturan önemli miktarda enerji tüketir. Bu enerjinin çoğu bilgi işleme için kullanılır.

Araştırmalar, artan zihinsel aktivitenin biraz daha yüksek enerji tüketimine yol açtığını gösterse de, bu artış minimaldir, bölgeye özgüdür ve genellikle diğer alanlardaki enerji düşüşleriyle dengelenir.

Zihinsel aktiviteden sonra bitkin hissetmek, gerçek enerji tükenmesinden ziyade muhtemelen zihinsel stresten kaynaklanmaktadır. Kendinizi hızlandırmak, zihinsel aşırı yük, stres ve yorgunluktan kaçınmanıza yardımcı olabilir.

Kaynak: Konuşma

Uzun bir çalışma veya çalışma gününden sonra, beyninizin enerjisi tükenmiş gibi hissedebilir. Ancak beynimiz, zihinsel atletizmle uğraşırken, televizyon izlemek gibi diğer etkinliklere kıyasla daha fazla enerji yakar mı?

Bu soruyu cevaplamak için beynimizin makine dairesine bakmalıyız: sinir hücreleri. Beyin hücrelerimizin ana enerji para birimi, vücudumuzun şeker ve oksijenden yaptığı adenozin trifosfat (veya ATP) adı verilen bir moleküldür.

Beyin enerji tüketimini izlemek hem şeker hem de oksijen kullanılarak yapılabilir, ancak oksijen daha erişilebilir bir seçenektir.

Oksijen tüketimini izleyen beyin, ağırlığının yalnızca %2’sini oluşturmasına rağmen vücudun enerji tüketiminin yaklaşık %20’sini oluşturur.

Nasıl bilebiliriz?

2012’de İngiliz sinirbilimci David Attwell ve meslektaşları, sıçan beyin dilimlerinde oksijen tüketimini ölçtüler.

Enerji ihtiyacının %25’i hücre duvarlarının bakımı gibi temizlik faaliyetleri için kullanılırken, %75’lik büyük kısmın sinirsel sinyallerin hesaplanması ve iletilmesi gibi bilgi işleme için kullanıldığını belirlediler.

İnsanlarda beyin enerji tüketimini bu şekilde ölçemeyiz, ancak artan beyin aktivitesi daha fazla oksijen gerektirdiğinden oksijeni takip edebiliriz.

Vücudumuzun oksijen tüketimi değişikliklerini ölçmeye yönelik bir yaklaşım, CO₂ seviyelerini bir kapnografi cihazı (havanın bir tüpe girdiği yer) aracılığıyla ölçmektir. Bu, katılımcıların bir maske takmasını gerektirir, ancak bunun dışında non-invazivdir.

Araştırmalar gerçekten de artan zihinsel yükün (zihinsel aritmetik yapma, muhakeme yapma veya çoklu görev yapma gibi) artan oksijen tüketimiyle (CO₂ salınımı ile ölçülür) bağlantılı olduğunu gösteriyor.

Bununla birlikte, artan oksijen tüketimi, tüm vücudun duygusal, stresli bir duruma tepki vermesi ve beyin etkinliğindeki gerçek değişiklikleri yansıtmaması nedeniyle de olabilir.

Oksijen kullanımını sadece beyinde ölçebilir miyiz?

Karmaşık. Artan beyin aktivitesi, artan oksijen açısından zengin kan arzını tetikler. Oksijen açısından zengin kanın bu ekstra arzı bölgeye özgüdür ve (kelimenin tam anlamıyla) mikrometre hassasiyetinde aktif nöronlara kanalize edilebilir.

Kan ve oksijeni manyetik alanlar tarafından zayıf bir şekilde çekildiğinden, dolaylı da olsa beyin aktivitesinin bir ölçüsünü elde etmek için radyasyon içermeyen bir araç olan MRI’ı (manyetik rezonans görüntüleme) kullanabiliriz.

Ama ne yazık ki, beynimizin farklı zihinsel faaliyetler için ne kadar enerji kullandığını söylemek için MRI kullanamıyoruz. MRG çalışmaları, mutlak değerler yerine yalnızca beyin aktivitesi ve enerji tüketimindeki göreli farklılıkları belirleyebilir.

Bununla birlikte, beynimizin her zaman açık olduğu ve bu nedenle her zaman enerjiye ihtiyaç duyduğu göz önüne alındığında, bu mantıklıdır. Anlarda bile, gelişigüzel bir şekilde boşta kalan zihin durumlarını düşünebiliriz, yine de çok büyük miktarda bilgiyi işliyoruz.

İlk olarak, her zaman mevcut olan duyusal girdi var: genellikle günümüzü karanlık bir yüzdürme tankında geçirmiyoruz.

İkincisi, zihinsel faaliyetimiz, görünüşte görevsiz bir durumda bile, geçmiş olayları anımsayarak ve geleceğimizi planlayarak sıçrar.

Bu bir kafanın ana hatlarını gösterir
Oksijen tüketimini izleyen beyin, ağırlığının yalnızca %2’sini oluşturmasına rağmen vücudun enerji tüketiminin yaklaşık %20’sini oluşturur. Kredi: Nörobilim Haberleri

Son olarak, ince olsalar bile (dinginlik veya belirsizlik duyguları gibi) beyin aktivitesinin ürünleri olan ve bu nedenle sürekli bir enerji maliyetiyle gelen duygularımız vardır.

Peki beyin aktivitesi ne kadar artar?

Dikkat çekmek gibi basit bir şeyi ele alalım. MRG çalışmaları, hareketli nesneleri pasif olarak izlemeye kıyasla dikkatli bir şekilde izlemenin görsel korteksteki beyin aktivitesini yaklaşık %1 oranında artırdığını göstermiştir.

Bu çok fazla görünmüyor, özellikle görsel korteksi barındıran (gördüklerimizi anlamlandıran) oksipital lobun beyin kütlemizin sadece %18’ini oluşturduğu düşünülürse.

Ancak ilginç bir şekilde, görsel bilgileri işlemek, işitsel alanlarda aktivitenin azalmasına yol açar, bu da çevremizdeki sesleri işlemek için daha az enerji harcamamız anlamına gelir. Bunun tersi de geçerlidir: işitsel bilgilere odaklandığımızda, görsel işleme faaliyetimizi azaltırız.

Tüm beyin düzeyinde, görsel bir uyarana dikkatin maliyeti muhtemelen işitsel işlemdeki tasarruflarla zaten dengelenmiştir.

Özetle, araştırma bize zihinsel aktivitenin gerçekten de artan enerji tüketimiyle ilişkili olduğunu söylüyor. Yine de artış minimaldir, bölgeye özgüdür ve genellikle diğer alanlardaki enerji düşüşleriyle dengelenir.

O zaman neden çok fazla zihinsel aktiviteden sonra kendimizi bitkin hissediyoruz?

Muhtemelen zihinsel stresin bir sonucudur. Karmaşık zihinsel görevler tipik olarak duygusal olarak da zorlayıcıdır ve sempatik sinir sistemimizin artan aktivasyonuna yol açar, sonuçta zihinsel ve fiziksel yorgunluğa yol açar.

İyi haber şu ki, çok fazla zihinsel aktivitenin beyin enerjimizi tüketeceği konusunda endişelenmemize gerek yok. Ancak yine de zihinsel aşırı yük, stres ve yorgunluktan kaçınmak için hızınızı ayarlamak iyi bir fikirdir.

Bu nörobilim araştırma haberleri hakkında

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/brain-energy-thinking-23147/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu