傷腦筋，有多傷

胡雯雯

每個(gè)經(jīng)歷過大型考試的人都記得這種感覺：幾小時(shí)高強(qiáng)度的腦力運(yùn)作，讓你恍惚著步出考場(chǎng)，手腳無力，一面有逃出生天的解脫感，另一面又覺得全身精力耗盡，只想倒頭大睡一覺。

為什么長(zhǎng)時(shí)間的腦力活動(dòng)，會(huì)讓人覺得像跑完馬拉松一樣疲憊呢？

腦力勞動(dòng)的能量消耗

成年人大腦的平均重量是1.4公斤，只占人體重量的2%。不管我們是在做精密的計(jì)算題，還是點(diǎn)鼠標(biāo)看搞笑視頻，它都耗費(fèi)著大量的血液、氧氣和葡萄糖。總的來說，大腦所消耗的能量約占人體靜態(tài)代謝率（resting metabolic rate，簡(jiǎn)稱RMR，指人體的精神及身體在安靜狀態(tài)時(shí)，維持一天的生命所需的最低熱量）的20%。舉個(gè)例子，假設(shè)一個(gè)人整天什么都不干，只是躺著的話，他/她的熱量消耗大概是1300卡路里，其中有260卡路里都是大腦耗費(fèi)的，主要用來維持呼吸循環(huán)、神經(jīng)系統(tǒng)和肝腎內(nèi)臟的運(yùn)作等。

如果把大腦跟其他器官相比，它算是耗能大戶了。但我們?nèi)绻僮鲆稽c(diǎn)小小的換算（1卡=4.187焦耳，1焦耳/s為1瓦特），就會(huì)發(fā)現(xiàn)大腦運(yùn)作的功率約為12.6瓦特，這跟一個(gè)節(jié)能燈泡是差不多的。而人工智能計(jì)算機(jī)要達(dá)到大腦的運(yùn)算水平的話，以目前最出風(fēng)頭的IBM超級(jí)計(jì)算機(jī)Watson為例，它靠90臺(tái)IBM Power750處理器運(yùn)作，每臺(tái)處理器的功率約為1000瓦特?？纯催@之間的差距吧！

那么，大腦是怎么消耗熱量的呢？通過動(dòng)物和人體的觀察實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)某部分大腦的神經(jīng)元開始運(yùn)作時(shí)，那里的毛細(xì)血管會(huì)擴(kuò)張，輸送比平常更多的血液，帶來更多的糖分和氧氣。神經(jīng)元由此產(chǎn)生的“燃燒”現(xiàn)象，加上血液流動(dòng)帶來的磁效應(yīng)，正是“功能磁共振成像”技術(shù)（簡(jiǎn)稱FMRI，一種大腦成像技術(shù)）得以實(shí)現(xiàn)的原因。

根據(jù)這種現(xiàn)象，一些科學(xué)家推斷，如果神經(jīng)元燃燒時(shí)需要額外的糖分，那么大腦在努力工作時(shí)，血液中的血糖會(huì)降低。而反過來，補(bǔ)充一些高糖分食物能夠幫大腦更好地運(yùn)作?？上В@個(gè)道理雖然聽起來簡(jiǎn)單，但真正得出有效結(jié)論的實(shí)驗(yàn)卻很少，而且大部分是模棱兩可的：

英國諾桑比亞大學(xué)做過一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，第一組志愿者完成一系列字母和數(shù)學(xué)測(cè)試，另一組只是簡(jiǎn)單地敲鍵盤。對(duì)比監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，認(rèn)真測(cè)試的第一組血糖值下降值明顯比第二組的大。但給志愿者喝了糖分飲料后，第一組志愿者只有在某項(xiàng)測(cè)試上的成績(jī)有提高，其他則沒有改變。

利物浦約翰摩爾大學(xué)也有類似的實(shí)驗(yàn)：志愿者們要完成兩種版本的斯楚普測(cè)試（Stroop task，一種色詞干擾測(cè)試，比如用紅墨水印“藍(lán)色”字樣）。在第一組里，單詞的意思跟印刷它的顏色是一致的（比如用藍(lán)墨水印“藍(lán)色”字樣），另一組的單詞意思則和顏色不同（比如用紅色或綠色墨水印“藍(lán)色”字樣）。顯然，要答對(duì)第二組比較費(fèi)腦子。測(cè)試結(jié)果也顯示，第二組中的志愿者血糖值降得比另一組多。

此外，有些實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)一個(gè)人完成自己不擅長(zhǎng)的任務(wù)時(shí)，腦子耗費(fèi)的能量比較多，越是駕輕就熟的工作，所需的腦力就越少；但又有實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論正相反。因此，一些科學(xué)家開始從其他角度來考慮這個(gè)問題。

加拿大渥太華大學(xué)教授克勞德·梅西爾翻閱過大量上述的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，覺得它們并沒有說服力：“理論上來說，一個(gè)很難的測(cè)驗(yàn)肯定會(huì)消耗更多能量，但這個(gè)能量的改變到底有多明顯？”在他看來，人體所消耗的能量基數(shù)本身就很大，就算在睡眠狀態(tài)，血糖值也是有波動(dòng)的：“大腦要控制全身器官的正常運(yùn)作，要把血液和養(yǎng)分通過無數(shù)條管道輸送到所有細(xì)胞中去。有這么龐大的日常消耗量，大腦完全能應(yīng)付多出來的一點(diǎn)點(diǎn)任務(wù)?！?/p>

賓夕法尼亞大學(xué)的羅伯特·庫茲本教授也指出一個(gè)疑點(diǎn)：美國伊利諾大學(xué)在2009年曾做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓一組兒童在考試前先在跑步機(jī)上走了20分鐘，另一組兒童則在考試前默讀書本，結(jié)果，第一組兒童的考試成績(jī)是更優(yōu)秀的。庫茲本教授認(rèn)為，如果大腦的運(yùn)作效率只跟血糖和能量有關(guān)的話，第一組兒童因?yàn)殄憻捪牧祟~外的能量，應(yīng)該考得更差才對(duì)，但事實(shí)是相反的。

如果真如梅西爾和庫茲本所認(rèn)為，腦力測(cè)試消耗的能量并不明顯，那怎么解釋參加完高考后考生們的精疲力竭呢？一種解釋就是，之前所做的實(shí)驗(yàn)中，大腦的勞動(dòng)量實(shí)在太輕了。梅西爾認(rèn)為：“如果我們下點(diǎn)狠心去考驗(yàn)實(shí)驗(yàn)對(duì)象，讓他們花夠長(zhǎng)的時(shí)間，去做一些夠難的事情，也許能得到明確些的結(jié)果。”

壓力讓你更疲憊

另一種解釋是，實(shí)驗(yàn)對(duì)象的態(tài)度也很關(guān)鍵。有些人對(duì)著一本難懂的書時(shí)，只翻幾頁就會(huì)煩躁得坐立不安，而有些人即使連看幾部復(fù)雜曲折的懸疑電影，也不會(huì)精神疲憊。大家可能也有類似的經(jīng)驗(yàn)：玩一圈牌或做幾項(xiàng)填字游戲，有時(shí)反而能振奮精神。因此，由腦力勞作所帶來的精疲力竭，似乎只跟非消遣類的腦力任務(wù)有關(guān)，比如高考、GRE或托福。

英國伯明翰大學(xué)的研究者曾在2009年對(duì)自行車運(yùn)動(dòng)員做過一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)：把體質(zhì)平均的運(yùn)動(dòng)員隨機(jī)分兩組，一組先做了整整90分鐘的測(cè)驗(yàn)卷，然后開始騎車；另一組則先看一個(gè)半鐘頭的普通紀(jì)錄片，然后再騎車。結(jié)果的對(duì)比很有趣：第一組運(yùn)動(dòng)員騎車訓(xùn)練的時(shí)長(zhǎng)普遍比第二組的短，很快就覺得體力不支而停止了。

因此一些研究者推斷，如果腦力勞動(dòng)跟壓力聯(lián)系在一起的話，讓人體會(huì)到的疲憊感會(huì)更強(qiáng)烈。加拿大拉瓦爾大學(xué)在2008年的一個(gè)小實(shí)驗(yàn)很說明問題：有14名體形和年齡近似的女大學(xué)生，她們?cè)?5分鐘里或是坐著休息，或是讀論文并寫總結(jié)，或是完成一項(xiàng)記憶力測(cè)驗(yàn)，然后再一起參加自助午餐。研究者分七個(gè)時(shí)間點(diǎn)測(cè)試了她們的空腹血糖值，胰島素和皮質(zhì)醇含量，并計(jì)算了她們?cè)谧灾屠锍赃^的食物熱量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過腦力勞動(dòng)的后兩組女生，攝入的食物熱量都比休息的那組高（高出的值從848 kJ到1057 kJ不等）；后兩組的皮質(zhì)醇水平在前45分鐘里也比第一組高，表明她們經(jīng)受著較大的壓力和緊張狀態(tài)。因此，與其說是腦力勞動(dòng)耗費(fèi)了更多能量，不如說是腦力勞動(dòng)帶來的壓力讓人體“覺得”自己耗費(fèi)了更多能量。

對(duì)此，梅西爾教授做了一個(gè)推斷：“大腦像是一個(gè)懶惰的流浪漢，它會(huì)極力避免在一件任務(wù)上耗費(fèi)太多精力和太長(zhǎng)時(shí)間。如果你從事的腦力勞動(dòng)超過了它接受的極限，它就會(huì)開始釋放信號(hào)：夠了，你消耗的精力太多了，可以停了。這也許是一種自我保護(hù)機(jī)制。”