Homem fazendo flexão

Quantas calorias o cérebro consome?

Aparentemente, o cérebro consome aproximadamente a mesma quantidade de calorias, independentemente da intensidade de seu trabalho. 

Ao contrário do exercício físico, o treinamento cerebral não leva a um aumento na ingestão de calorias – os cientistas chegaram a essa conclusão. Mas por que então estamos cansados ​​após um teste difícil? O açúcar ajudará a melhorar a função cerebral? E atividade física?

É improvável que o treinamento para o cérebro exija maiores custos de energia. No entanto, a crença de que o cérebro está esgotado pelo trabalho ativo, no entanto, pode causar uma sensação de fadiga.

Fadiga do trabalho duro do cérebro

Não obstante: lembre-se de você após um exame estressante … Por exemplo, os estudantes americanos se  sentem completamente exaustos depois de passar no SAT (Scholastic Aptitude Test). “Eu estava dormindo logo que cheguei em casa”, diz Ikra Ahmad, que deu uma entrevista para um artigo sobre o SAT-Hangover, publicado no blog The Local’s New York Times.

O esgotamento temporário da atividade mental é um fenômeno real e generalizado . É importante notar que difere da síndrome da fadiga crônica, associada a distúrbios regulares do sono e alguns distúrbios médicos. A fadiga mental é sentida diariamente, no nível subconsciente. 

Naturalmente, a atividade mental intensa e o aumento da concentração requerem mais energia do que o trabalho cerebral normal. Assim como o exercício físico vigoroso leva à fadiga de nossos corpos, a tensão intelectual deve, em princípio, drenar a mente.

Opções de marmitas 3
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O cérebro consome a mesma quantidade de energia: ao resolver integrais e ao visualizar fotos de gatos

Mas, de acordo com estudos científicos recentes, a visão popular do conceito de exaustão mental é muito simplista . O cérebro absorve constantemente energia em grandes quantidades para um órgão desse tamanho, independentemente de tirarmos integrais ou clicarmos nas 10 melhores fotos engraçadas semanais de gatos .

Embora a ativação dos neurônios exija um suprimento aumentado de sangue, oxigênio e glicose, as explosões locais de consumo de energia são um pouco comparadas à gula natural do próprio cérebro.

O cérebro é um órgão muito glutão, e o nível de glutonaria não depende muito do que você faz: resolver uma tarefa difícil, assistir a um filme emocionante ou até dormir.

Ou seja, na maioria dos casos, curtos períodos de esforço mental adicional requerem apenas um ligeiro aumento no poder cerebral em comparação com seu estado normal, nada mais .

No entanto, na maioria dos experimentos de laboratório, a condição dos voluntários não foi avaliada após horas de exercício em acrobacias mentais. 

Mas algo deve explicar o sentimento de exaustão mental, mesmo que a fisiologia desse processo seja diferente do mecanismo de acumulação de fadiga física. É mais fácil pensar que nosso cérebro consome tanta energia que é suficiente para nos deixar letárgicos.

Potência cerebral – cerca de 12 watts

Apesar de o peso médio do cérebro adulto ser de cerca de 1,4 kg, ou seja, apenas 2% do peso corporal total, ele representa 20% da taxa metabólica total de repouso (RMR) e, em seguida, existe a quantidade total de energia que nosso corpo gasta em um dia muito “preguiçoso”, sem muita atividade.

A RMR varia de pessoa para pessoa e depende da idade, sexo, parâmetros físicos e estado de saúde. Suponha que a RMR média seja de 1300 kcal e o cérebro consuma 260 kcal apenas para se sustentar. Acontece que o cérebro consome 10,8 kcal por hora .

Cálculos matemáticos mínimos permitem converter esse número em uma medida de potência:

Se tomarmos a taxa metabólica da pessoa média (RMR) como base: 1300 kcal,
1300 kcal em 24 horas = 54,16 kcal por hora = 15,04 cal / segundo
15,04 calorias / segundo = 69,23 J / s = cerca de 63 Watts
20% (fração cerebral) de 63 watts = 12,6 watts.

Assim, um cérebro adulto típico requer 12 watts para funcionar – aproximadamente a mesma quantidade de energia é necessária para operar uma lâmpada economizadora de energia.

Opções de marmitas
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O cérebro é mais eficiente que um supercomputador

Comparado a outros órgãos, o cérebro parece voraz; mas é surpreendentemente eficaz em comparação com dispositivos eletrônicos criados por pessoas. O IBM Watson, o supercomputador vencedor do programa de TV Jeopardy !, consiste em 90 servidores IBM Power 750, cada um dos quais consome cerca de 1000 watts. Ao mesmo tempo, esse computador ainda está longe da velocidade computacional do cérebro humano.

A energia é fornecida ao cérebro através dos vasos sanguíneos na forma de glicose, que é transportada através da barreira hematoencefálica e usada para produzir trifosfato de adenosina (ATP), a principal moeda energética dentro das células, obtida quimicamente.

Experimentos em animais e humanos mostraram que, quando os neurônios são ativados em uma área específica do cérebro, os capilares locais se expandem para fornecer sangue mais do que o normal com glicose e oxigênio extras. Essa reação permite a neuroimagem do processo: a ressonância magnética funcional (RM) baseia-se nas propriedades magnéticas únicas do sangue que flui através dos vasos em direção e a partir dos neurônios ativados.

Um exemplo de visualização da atividade cerebral ao se mover com os dedos indicadores direito (2 fotos superiores) e esquerdo (2 inferiores):

visualização da atividade cerebral
visualização da atividade cerebral

Estudos confirmaram que os vasos sanguíneos dilatados fornecem um influxo extra de glicose, que as células cerebrais absorvem ansiosamente.

A glicose melhora a função cerebral?

Seguindo a lógica das descobertas, os cientistas propõem a seguinte teoria: se a ativação dos neurônios exigir um suprimento adicional de glicose, quebra-cabeças especialmente complexos devem diminuir o nível de glicose no sangue e, além disso, alimentos ricos em carboidratos devem aumentar a produtividade da solução desses problemas. Embora muitos estudos tenham confirmado essas premissas, em geral, os resultados diferem e, na maioria dos casos, as alterações nos níveis de glicose variam de pequeno a pequeno .

Em um estudo da Universidade da Nortúmbria, por exemplo, voluntários que realizaram uma série de tarefas verbais e numéricas mostraram uma queda maior na glicose no sangue do que as pessoas que simplesmente pressionaram as teclas . No mesmo estudo, uma bebida doce aumentou a produtividade ao executar uma das tarefas, mas não afetou o resto.

Na Universidade de Liverpool. Os voluntários de John Moors passaram em 2 variantes da tarefa Stroop, nas quais era necessário determinar a cor da tinta da palavra impressa na impressora sem ler a própria palavra.

Em uma das variantes, a palavra cor e seu significado coincidiram: “azul” foi impresso em tinta azul; em uma versão mais complexa, a palavra “azul” era impressa em verde ou vermelho.

Em voluntários que realizaram uma tarefa mais difícil, o nível de glicose no sangue diminuiu mais, o que foi interpretado pelos pesquisadores como resultado do aumento do esforço mental .

Alguns estudos mostraram que pessoas que são pobres em resolver certas tarefas realizam mais esforços mentais e gastam mais glicose e, por outro lado, quanto mais profissional você for nessa área, mais eficiente será o cérebro e menos glicose precisará.

Para complicar a situação, pelo menos um estudo afirma que, pelo contrário, um cérebro mais “avançado” requer mais energia.

Opções de marmitas 2
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Custos cerebrais: não apenas glicose

As conclusões insatisfatórias e mistas dos estudos sobre o papel da glicose enfatizam que o consumo de energia no cérebro não é apenas uma questão de aplicar esforço mental para drenar a energia disponível do corpo.

Claude Messier (Claude Messier) da Universidade de Ottawa analisou muitos desses estudos. Eles não podiam convencê-lo de que executar uma tarefa cognitiva altera o nível de glicose no cérebro ou no sangue.

Teoricamente, sim, resolver um problema mental mais complexo requer mais energia, pois desenvolve mais atividade neural ”, explica ele. – Mas quando as pessoas resolverem um problema, você não verá um aumento significativo no consumo de glicose em uma porcentagem significativa do nível total. Somente o nível básico de trabalho cerebral exige muita energia – mesmo na fase de sono lento com atividade cerebral mínima, o nível básico de consumo de glicose permanece bastante alto . ”

A maioria dos órgãos não precisa de muita energia para manter sua “casa” em condições básicas. Mas o cérebro deve manter em estado ativo certas concentrações de partículas carregadas para passar através das membranas de bilhões de neurônios, mesmo quando não estão excitadas. E, como esse apoio é necessário constantemente e custa muito ao cérebro, ele geralmente possui a energia necessária para realizar pequenos trabalhos adicionais.

Exercício moderado aumenta a capacidade de concentração

Os autores de outras revisões chegaram a conclusões semelhantes. Robert Kurzban, da Universidade da Pensilvânia, aponta estudos que mostram que o exercício moderado melhora a capacidade de concentração das pessoas.

As crianças que levaram 20 minutos na esteira antes do teste apresentaram melhores resultados do que aquelas que apenas ficaram sentadas no livro. Foto: Adrian Fussell.

Em um estudo, por exemplo, crianças que andaram em esteira por 20 minutos apresentaram melhores resultados no teste de desempenho acadêmico do que crianças que leem com calma antes do exame . 

Se os esforços e habilidades mentais dependessem diretamente do nível de glicose disponível, as crianças que estavam se movendo ativamente e que queimavam mais energia teriam que apresentar resultados piores do que seus pares em repouso.

A dependência do consumo de energia do grau de complexidade das tarefas mentais definidas ” é fraca e aparentemente depende das diferenças individuais nos esforços realizados, do grau de envolvimento e dos recursos disponíveis, que podem estar associados a variáveis ​​como idade, características pessoais e metabolismo da glicose “, escreve Lee Gibson, da Universidade de Rowhampton, em uma revisão sobre carboidratos e atividade mental.

Gibson e Messier concluem que quando uma pessoa tem problemas para manter os níveis de glicose dentro dos limites normais ou se restringe a comer por um longo tempo (como o jejum), uma bebida ou comida doce pode melhorar o desempenho do cérebro ao resolver certos problemas de memória. .

Mas para a maioria das pessoas, o corpo fornece facilmente esse pequeno suplemento de glicose que o cérebro precisa durante a aplicação de um esforço mental adicional.

Carne com brocolis
Carne com brocolis

Como explicar o sentimento de exaustão durante intenso trabalho mental?

Se tarefas cognitivas complexas exigem apenas um pequeno aumento na quantidade de combustível para o cérebro do que o estado normal, então como explicar o sentimento de exaustão mental depois de passar no SAT ou em uma maratona mental debilitante semelhante?

Como opção: manter um estado contínuo de concentração ou navegar em um determinado espaço intelectual por várias horas realmente queima energia suficiente para deixar uma sensação de desolação. No entanto, os pesquisadores não confirmaram esta versão, porque simplesmente não tentaram criar condições difíceis para seus voluntários.

Na maioria dos experimentos, os participantes realizam uma única tarefa de complexidade moderada, e o tempo de execução raramente excede 1-2 horas. “Talvez, se carregarmos mais deles e forçarmos as pessoas a fazer coisas que não fazem bem, obteremos resultados mais precisos”, disse Messier.

Ao assistir a um filme, o cérebro gasta aproximadamente a mesma quantidade de glicose usada na solução de problemas mentais. Por que, então, não nos sentimos cansados ​​após o filme ou, por exemplo, a decisão do sudoku? Aparentemente, toda a diferença está no prazer e no estresse.

Não menos importante que a duração do estresse mental é a atitude da pessoa em relação a ele. Assistir a um emocionante filme biográfico com um enredo distorcido ativa muitas partes diferentes do cérebro por boas 2 horas, mas geralmente o público não sai do cinema reclamando de exaustão mental.

Algumas pessoas se enrolam regularmente com um romance escrito em uma fonte tão longa que outros o jogam desesperadamente pela sala. 

Preencher um complexo enigma de palavras cruzadas ou resolver o Sudoku no domingo de manhã geralmente não mata a capacidade de se concentrar pelo resto do dia – além disso, alguns afirmam que isso até agrava suas mentes. Em suma, na vida cotidiana, a atividade intelectual dá às pessoas prazeres e revigora-as sem causar-lhes exaustão mental.

Parece que a fadiga resulta muito mais do esforço mental contínuo que fazemos sem depender do prazer – por exemplo, o teste SAT obrigatório – especialmente se esperamos que o teste drene nosso cérebro. Se achamos que o exame ou a tarefa serão difíceis, geralmente acontece.

Esta conclusão ecoa muito bem com o texto encantador do médico Andrei Beloveshkin sobre o sistema de dopamina, como banco cerebral e a liberação de dopamina (hormônio do prazer) apenas por razões significativas.

Como qualquer moeda, a dopamina precisa ser conquistada e é sempre escassa. In vivo, a dopamina é produzida quando fazemos algo importante e útil para nós mesmos, aprimorando nossas habilidades e aumentando os recursos: rodamos – dopamina, dormimos – dopamina, aprendemos coisas novas – dopamina e assim por diante. 

Cada ação se destaca um pouco, mas a diversificação de alta qualidade proporciona excelente bem-estar.

É claro que o cérebro não gastará uma moeda tão duramente conquistada assim. E quando você diz a si mesmo “é necessário”: aprender um idioma, perder peso ou dominar uma nova habilidade, o cérebro percebe que isso exigirá um grande gasto de energia. 

Talvez agora estejam completamente ausentes e que precisam ser creditadas. Portanto, é mais fácil sabotar o  cérebro do que gastar dinheiro para alcançá-los.

Estudos mostraram que algo semelhante acontece quando as pessoas praticam esportes: em grande parte, a exaustão física está em nossas cabeças. Em estudos relacionados , voluntários que estavam envolvidos em uma bicicleta estacionária depois de passar o difícil teste de concentração de 90 minutos, jogando pedal de exaustão antes , do que aqueles que antes de assisti um filmes fiznagruzki emocionalmente neutros.

Embora os testes de atenção não consumam muito mais energia do que assistir filmes, os voluntários relataram sentir-se menos enérgicos. Esse sentimento foi forte o suficiente para reduzir o desempenho físico.

Mulher fazendo prancha
Mulher fazendo prancha

No caso específico do teste SAT, há algo que vai além do puro esforço mental e provavelmente contribui para o estupor pós-exame – estresse .

Afinal, o cérebro não funciona no vácuo. Outros órgãos também queimam energia. 

Passar no exame, que determina onde a pessoa passará os próximos 4 anos, é um evento bastante irritante para lançar hormônios do estresse na corrente sanguínea que causam sudorese, aumentam a frequência cardíaca, fazem você girar e adotar posturas desconfortáveis. 

O SAT e outros testes semelhantes não são apenas debilitantes mentalmente – eles também levam à exaustão física.

De acordo com um estudo pequeno, mas indicativo, insignificante em termos de estresse, as tarefas intelectuais também mudam nosso estado emocional e comportamento, mesmo que praticamente não afetem o metabolismo cerebral.

Durante o resumo do teste aprovado, 14 estudantes do Canadian College ficaram ociosos ou passaram por uma série de testes de atenção e memória no computador – 45 minutos antes do banquete no formato buffet. Os estudantes que treinaram seus cérebros comeram 200 kcal a mais, em média, do que os estudantes que haviam relaxado anteriormente.

O nível de glicose no sangue dos estudantes submetidos a testes também flutuou mais do que os alunos que estavam sentados assim – eles não conseguiram identificar nenhuma sequência de flutuações. 

No entanto, o nível do cortisol, hormônio do estresse, foi significativamente maior em estudantes cujos cérebros estavam ocupados, assim como a frequência cardíaca, a pressão arterial e a autoavaliação dos níveis de ansiedade.

 É muito provável que esses estudantes não comessem mais porque seu cérebro exausto precisava de combustível extra; em vez disso, eles apenas atolavam comida de estresse.

Messier ofereceu a seguinte explicação para crises diárias de fadiga mental: ” Minha principal hipótese é que o cérebro é um tolo preguiçoso “, diz ele. – É difícil para ele se concentrar em uma coisa por algum tempo. É possível que a manutenção de um estado de concentração leve a certas alterações no cérebro que o evitem. 

Pode ser uma espécie de cronômetro, que diz: “Ok, agora você fez isso”. Talvez o cérebro simplesmente não goste de trabalhar tanto por tanto tempo .

Fontes:
Nutrition Data
FDA
Eat Right
Nutritionvalue

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