Mokslo ir technologijų pasaulis

1984 metais teko netikėtai stabdyti Pasaulio šachmatų čempionatą – elitinis sovietinis šachmatininkas Anatolijus Karpovas, kovojęs dėl čempiono titulo, atrodė pavojingai išsekęs. Per kelis pastaruosius mėnesius vyko kelios dešimtys aukšto lygio šachmatų žaidimų, o A.Karpovo kūno svoris sumažėjo net 10 kilogramų, tad čempionato organizatoriams kilo rimtas susirūpinimas dėl jo sveikatos , rašo „Live Science“.

Ir tai, beje, ne vienintelis sportininkas, patyręs ekstremalų fizinį protinio žaidimo poveikį. Nors nuo to laiko joks kitas šachmatininkas taip staigiai ir smarkiai svorio nenumetė, ESPN skelbia, kad elitiniai šachmatininkai net nepakildami iš savo kėdžių, per parą gali sudeginti iki maždaug 6000 kilokalorijų.

Ar visas tas kalorijas išdegina smegenys? Ir ar tai reiškia, kad intensyvus mąstymas yra vienas iš būdų mesti svorį? Norint atsakyti į šiuos klausimus visų pirma reikia suprasti, kiek kalorijų sudegina paprastos, ne apie šachmatų ėjimus galvojančios smegenys..

Yra žinoma, kad ramybės būsenoje – kai kūnas neužsiima absoliučiai jokia kita veikla, išskyrus kvėpavimą, virškinimą ir savo paties šildymą – smegenys sudegina net 20-25 proc. visos kūno sunaudojamos energijos, daugiausiai – gliukozės pavidalu.

Tai reiškia apie 350 arba 450 kilokalorijų per dieną, moterims ir vyrams atitinkamai. Vaikystėje smegenys būna gerokai alkanesnės. „Vidutiniam 5-6 metų vaikui jos gali suryti iki 60 proc. visos organizmui reikalingos energijos“, – sakė Djuko universiteto (JAV) evoliucinės antropologijos asocijuotas profesorius Dougas Boyeris. Pagrindinė jo mokslinių tyrimų sritis – anatominiai ir fiziologiniai pokyčiai, susiję su primatų kilme.

Toks evoliucinis įprotis milžiniškais kiekiais deginti gliukozę paverčia smegenis pačiu brangiausiu, rajausiu mūsų organu, kuris tesudaro apie 2 proc. bendros kūno masės.

Alkanos smegenys

Kalbant apie smegenų rajumą, žmonės nėra unikalūs. D.Boyeris kartu su to paties universiteto doktorante Arianna Harrington, studijuojančia žinduolių smegenų energijos suvartojimą, atliko tyrimą, kuris parodė, kad net labai mažų žinduolių – tokių, kaip paprastoji tupaja (voverę primenantis mažas gyvūnas, sutinkamas Malaizijoje) ar nykštukinė marmozetė – smegenys suvartoja panašią energijos dalį, kaip ir žmonių.

D.Boyeris įsitikinęs, kad to priežastis yra ta, jog žmogaus smegenys, nors ir lengvos (panašiai, kaip tupajų ir marmozečių), sudaro santykinai didelę dalį lyginant su likusiu organizmu. „Jeigu smegenų ir bendros kūno masės santykis yra didelis, tuomet labiau tikėtina, kad jos ir metaboliškai bus brangesnės“, – sakė mokslininkas.

Didesnioji energijos dalis, kurią sunaudoja šis organas, yra skiriamas smegenų neuronų tarpusavio bendravimui per cheminius signalus, kurie perduodami specializuotomis tarpląstelinėmis jungtimis, kurios yra vadinamos sinapsėmis, sako A.Harrington. „Didelė dalis energijos sunaudojama sinapsės aktyvavimui. Tokiam veiksmui reikalinga per membraną pernešti daug jonų, o tai, manoma, yra vienas iš brangiausių procesų smegenyse“, – aiškino doktorantė.

Be to, smegenų veikla niekada nenutrūksta – net miego metu joms reikalingas kuras perdavinėjant signalus tarp ląstelių – taip palaikomos likusio organizmo funkcijos. Maža to, smegenis aptarnauja daugybė ląstelių, kurių vienintelis tikslas – nukreipti mitybines medžiagas į neuronus. Ir šios ląstelės taip pat nedirba nemokamai – joms reikalinga gliukozė. Milžiniško organizmo energiniai ištekliai yra skiriami smegenų „gamybai“ taip pat gali padėti paaiškinti, kodėl intensyvios raidos metu – kai esame 5-6 metų amžiaus – mūsų smegenys būna net apie tris kartus ėdresnės, nei suaugusiųjų smegenys.

Proto mankšta

Jei smegenys taip intensyviai vartoja energiją, ar galima teigti, kad kuo daugiau šis organas dirbs, tuo daugiau energijos jis suvartos ir, atitinkamai, tuo daugiau kalorijų sudegins mūsų organizmas?

Formalus atsakymas būtų teigiamas – jeigu būtų vykdomos sudėtingos kognityvinės užduotis. Užduoties „sudėtingumas“ skirtingiems žmonėms gali būti individualus, bet bendrais bruožais galima teigti, kad tai yra užduotys, kurių „smegenys negali išspręsti paprastai, naudodamos anksčiau išmoktus, įprastus metodus arba užduotys, kurių sąlygos nuolat kinta“. Tokį apibrėžimą pateikė Otavos universiteto (Kanada) psichologijos ir neuromokslų profesorius Claude'as Messier. Tokia veikla gali būti mokymasis groti muzikiniais instrumentais ar sudėtingų, inovatyvių ėjimų planavimas žaidžiant šachmatus.

„Kai bandote išmokti ką nors naujo, jūsų smegenis adaptuojasi padidinti energijos pernašą į tas smegenų sritis, kurios aktyvuojasi mokymosi metu“, – sakė C.Messier. Ilgainiui, kai geriau įgundame atlikinėti konkrečią užduotį, smegenims nebereikia taip sunkiai dirbti, todėl tos pačios užduoties atlikimas reikalauja mažiau smegenų energijos.

Bet ar tuomet naujų dalykų mokymosi pradžioje galime pateisinti save, kad susigundę saldumynu mes papildome savo smegenų išteklius?

Jeigu akivaizdžiai jaučiate, kad jums būtina nuotaiką pagerinanti cukraus dozė, tuomet – taip. Bet jeigu esate įsitikinę, kad sudėtingas mąstymas ir sudegins tą į skrandį patekusį cukrų – tuomet, deja, ne.

Mat lyginant su bendru foniniu smegenų energijos suvartojimu, kuris reikalingas daugybei užduočių atlikti, tiesiog intensyvesnio mąstymo energinis poreikis yra santykinai menkas. „Didesnioji dalis to, kas vyksta, kas sunaudoja smegenų energiją, vyksta, galima sakyti, po variklio dangčiu. Mes sąmoningai nesuvokiame didesniosios dalies smegenų veiklos procesų. Ir tie procesai nėra susiję su tokiais sąmoningais veiksmais, kaip mokymasis dainuoti ar groti gitara“, – sakė C.Messier.

Kitaip tariant, naujo veiksmo mokymasis ar sudėtingos užduoties sprendimas iš tiesų nėra daugiausiai energijos suvartojanti smegenų veiklos dalis. „Kai mes mokomės naujų dalykų ar naujų veiklų, energijos kiekis, paskiriamas tai „naujai veiklai“ yra santykinai mažas lyginant su bendru smegenų veiklos suvartojimu“, – dar kartą paaiškino Kanados mokslininkas.

A.Harrington taip pat pridūrė: „smegenys geba nukreipti kraują (vadinasi, ir energiją) į konkrečius regionus, kurie tą akimirką yra aktyvūs. Tačiau manoma, kad bendras smegenų energijos poreikis yra pastovus“. Taigi, nors atskiruose smegenų regionuose įmanomi energijos suvartojimo pakilimai vykdant naujas ir sudėtingas užduotis, bendras smegenų energetinis biudžetas nesikeičia arba keičiasi nestipriai.

Veiksmui pasiruošę

Bet jeigu tai tiesa, tai kaip galima paaiškinti A.Karpovo sulysimą šachmatų čempionate? Ekspertai sutaria, kad taip nutiko ne dėl to, kad smegenys sudegino visas kalorijas, o dėl to, kad pats šachmatininkas patyrė stiprų stresą ir vartojo mažiau maisto.

Elitiniai šachmatininkai nuolat patiria didelį spaudimą, kuris savo ruožtu sukelia stresą, dėl kurio gali padidėti širdies susitraukimų dažnis, kvėpavimo dažnis, prakaitavimas. Kartu šie trys veiksniai tikrai sudegina daugiau kalorijų. Maža to, elitiniai žaidėjai kartais priversti be pertraukos sėdėti 8 valandas ar net ilgiau, o dėl to gali keistis maitinimosi įpročiai. Energijos praradimą patiria ir muzikantai, sceniniai atlikėjai, nes jie dažnai patiria stiprų stresą ir jų maitinimosi grafikas neretai būna sutrikęs.

„Ilgalaikis kūno palaikymas nuolatinėje parengtyje veiksmui reikalauja labai daug energijos. Jeigu negalite pavalgyti taip dažnai ar tiek daug, kaip įprastai, svoris gali kristi“, – aiškino C.Messier.

Taigi, galutinė mokslininkų išvada tokia: deja, vien smegenų darbu svorio nenumesite. Bet jei dėl alkio kūną paliks įkvėpimas, gabalėlis šokolado tikriausiai nepakenks.