Egy fizikai munkával eltöltött nap után a legtöbben arra vágynak, hogy végre leheveredjenek a kedvenc kanapéjukra és mozdulatlanul bámulják az aktuális slágersorozatot. Ez önmagában nem meglepő, viszont hasonlóról számolnak be azok is, akik irodai vagy szellemi munkakörben dolgoznak, vagy éppen a vizsgáikra készülnek. Vajon valóban ugyanolyan fáradtságról beszélünk, vagy csak a fehérgallérosok panaszkodásáról van szó az utóbbi esetben? Mikor fogyaszt több energiát az agyunk: fizikai, vagy szellemi munkával?

Biztos sokan hallottak már arról a közszájon forgó mítoszról, hogy egy átlagos ember az agyának mindössze 10 százalékát használja. Míg egyesek ezzel azt akarják alátámasztani, hogy az emberek általában milyen buták, mások éppen a bennük szunnyadó rejtett potenciál kiaknázásának lehetőségét látják ebben a megállapításban. Sajnos azonban mindkét csoportot el kell, hogy keserítsem; ez az állítás teljesen valótlan.

A 10 százalékos mítosz cáfolásához nem kell feltétlen egyesével megvizsgálni, hogy rendesen dolgozik-e mind a 86 milliárd idegsejtünk, ami az agyunkban van. Elég, ha megnézzük az agyunk energiafogyasztását és – kihasználva ezzel valahány százalékot az agyunkból -, elgondolkodunk ennek a jelentőségén. Nézzük tehát a matekot!

Forrás: Pixabay

A tíz százalékos mítosz

Egy átlagos ember agya nagyjából a teljes testtömegének 2 százalékát teszi ki. Ez egy átlagos férfinél körülbelül 1.2-1.6, míg egy átlagos nőnél 1-1.4 kg-ot jelent. Összehasonlításképpen, ez nagyjából megfelel a tüdő vagy a máj súlyának. Ugyanakkor az agyunk energiafogyasztását tekintve kiemelkedik a többi szerv közül, mivel egyedül elhasználja a teljes test energiaigényének 20 százalékát.

Bár manapság a fejlett országokban élők többségének nem igazán jelent problémát a mindennapi kalóriaszükséglet fedezése (sőt!), ez nem volt mindig így. Őseink valószínűleg életük nagyobb részében a szükségesnél kevesebb, vagy éppen elégséges mennyiségű táplálékhoz fértek csak hozzá. Magyarul a táplálék, és ebből következően az energia nagy kincs volt a túlélés szempontjából.

Amennyiben elfogadjuk helyesnek ezt a gondolatmenetet, akkor logikusan merül fel a kérdés, hogy ha valóban csak az agyunk 10 százalékát használjuk, akkor miért éri meg a szervezetünknek hatalmas mennyiségű energiát fordítani a maradék 90 százalék fenntartására is. Ha összeszorozzuk az eddigi számokat, akkor ez azt jelentené, hogy a teljes testünk energiafelhasználásának 18 százaléka (közel egyötöde) tulajdonképpen felesleges „üzemanyagégetés”. Szerintem az agyunk 10 százaléka is bőven elég hozzá, hogy belássuk, ez a mítosz nem igazán állhatja meg a helyét a valóságban.

Forrás: Openclipart

Ha kalóriákban szeretnénk kifejezni agyunknak ezt a 20 százalékos energiafogyasztását, akkor egy átlagos napon egy átlagos embernél nagyjából 320 kalóriával érdemes számolni. Természetesen egy nagyobb mentális igénybevételt jelentő feladat több energiát igényel, mintha csak a TV-ben nézünk valami könnyű butaságot.

Csak összehasonlításképpen: egy óra kemény fizikai munka 400-800 kalóriába is kerülhet óránként, míg ugyanennyi laza szex (jelentsen ez bármit) nagyjából 200 kalóriát igényel. Ezek alapján önmagában nem tűnik soknak az agyunk által naponta fogyasztott 320 kalória, még akkor sem, ha figyelembe vesszük, hogy valószínűleg kevesen és ritkán lapátolnak havat vagy szexelnek napi 8-10 órán keresztül folyamatosan.

Pontosan mennyi az annyi?

Dr. Marcus Raichle, a St. Louise-ban működő Washington University professzora a Time magazinnak adott nyilatkozatában ráadásul még tovább árnyalta ezt a képet. Raichle szerint az kétségtelen, hogy bizonyos feladatok több energiát igényelnek, ugyanakkor a különbségek nem óriásiak az egyes tevékenységek között. A professzor elmondása szerint még egy aránylag komoly kihívást jelentő feladat sem okoz többet 5 százaléknyi növekedésnél. 320 kalória esetén ez – egész napra vonatkoztatva – 16 kalóriát jelent, ami nagyjából 50 gramm epernek felel meg. Érdekes módon az izmaink működtetése sokkal nagyobb, akár három-négyszeres energiafogyasztás-növekedéssel is járhat nagyfokú igénybevétel esetén.

De vajon hogyan lehetséges ez? Ha belegondolunk, nem tűnik túl logikusnak, hogy ha az agyunk valóban rengeteg energiát fogyaszt, akkor egy nagyobb igénybevételt jelentő feladat csak ilyen kis mértékben növeli meg a szükségleteket. Pontosan erre ez a látszólagos logikátlanság inspirálta Nilli Lavie, a Univesity College London professzorát és munkatársait a kutatásaik során, amiben kifejezetten az agy energiafogyasztását vizsgálták.

Lavie-ék szerint a magyarázat abban rejlik, hogy az agy energiafogyasztásának maximuma limitált. Az agyunk ugyanis, szemben a többi szervünkkel, nem képes energiát tárolni, ezért kizárólag a vérben lévő glükóz felhasználására tud hagyatkozni  energiaszükségletének fedezéséhez. Az pedig logikusan belátható, hogy egy bizonyos mennyiségnél egyszerűen fizikailag nem fér el több vér a koponyánkban – ráadásul nem is vonhatjuk el a vért teljes mértékben a test többi részétől.

Forrás: Pexels.com

Felmerül viszont a kérdés, hogy hogyan képes akkor az agyunk megfelelően elosztani a szükséges energiát. Ennek a kérdésnek a megválaszolásához Lavie-ék különböző vizuális feladatokat adtak a kísérleti személyeknek, miközben mérték az agyuk energiafogyasztását. Az alanyok konkrét feladata az volt, hogy bizonyos céltárgyakat keressenek meg egy képernyőn, miközben időnként zavaró vizuális ingerekkel bombázták őket.

Az világosan látszott, hogy ahogy a feladat egyre nehezebbé vált, az agy azon részei, amelyek a céltárgyak keresésére fókuszáltak, egyre több energiát használtak. Ezzel szemben azok a részek, amelyek a zavaró ingereket észlelték, egyre kevesebb energiához jutottak. A kutatók arra következtettek ebből, hogy az agyunk az aktuális szükségleteknek megfelelően osztja el a rendelkezésre álló energiát. Ha kell, bizonyos területek többet kapnak, míg mások kevesebbet.

Ez azt jelenti tehát, hogy az agyunk összes energiaigénye csak kis mértékben változik annak függvényében, hogy éppen mennyire nehéz feladatot végzünk. Amiben viszont nagy változások mérhetők, az ennek az energiamennyiségnek az elosztása az egyes agyterületek között.

Szellemi fáradtság

Az eddigiek alapján tehát jogosnak tűnik az az érvelés, hogy a fizikai munka sokkal megterhelőbb, mint a szellemi igénybevétel. Kalóriában számolva ugyanis úgy tűnik, hogy nem igazán növelhető sokszorosára az agy energiafelhasználása. A saját életünkből vett tapasztalatok ugyanakkor ellentmondhatnak ennek. Emlékszem, hogy az egyetemi vizsgaidőszakokban egy-egy nehezebb vizsga után egész napra használhatatlanná tudtam válni – fizikailag és szellemileg egyaránt. Ezt a jelenséget egyébként a tudomány is ismeri kognitív kimerültség (cognitive fatigue) néven.

Antonius Wiehler, a Párizsi Agykutatási Intézet (Institut du Cerveau) kutatója és munkatársai arra kérdésre keresték a választ, hogy ha nem a kalóriaszükséglet növekedése, akkor vajon mi okozza a mentális kimerültséget. A kísérleteik során különböző nehézségű feladatokat adtak a résztvevőknek, miközben egy másik teszttel mérték a kognitív kimerültségüket. Nem meglepő módon azok, akik a nehezebb feladatot kapták, gyorsabban és jobban kifáradtak szellemileg a kísérletek során.

Az érdekes rész viszont csak ezután jött. Wiehlerék ugyanis egy másik műszerrel képesek voltak mérni különböző anyagcsere-melléktermékek felhalmozódását is az agyban. Eredményeik szerint a nehéz feladatot megoldó kísérleti személyek agyában, azon belül is konkrétan a prefrontális kéreg laterális részében idővel felhalmozódott egy glutamát nevű anyag. Ez a felhalmozódás az agy többi részében érdekes módon nem volt megfigyelhető.

A glutamát egyébként teljesen természetes módon is jelen van az agyban, hiszen az egyik legfontosabb neurotranszmitter anyag, ami az idegsejtek közötti kommunikációhoz elengedhetetlen. Ugyanakkor az idegsejtek közötti térben normális, kipihent állapotban csak kis mértékben fordul elő. Wiehlerék eredményei szerint pontosan ez az, ami megváltozik a megterhelő szellemi munka során – ami hozzájárul a kognitív kimerültséghez. Ezt a megállapítást az is alátámasztja, hogy korábbi kutatásokban kimutatták, hogy egy kiadós alvás után a glutamát mennyisége csökken az agyban, legalábbis kísérleti egerekben.

Fontos viszont kiemelni, hogy Wiehlerék kísérletei önmagában még nem mutattak ki ok-okozati összefüggést az agyi glutamátszint és a kognitív kimerültség között. Bár az eredmények meggyőzőek, egyelőre csak közvetett bizonyítékként kezelhetjük őket.

A cikk elején feltett kérdésre tehát nem adhatunk egyértelmű választ. Kalóriafelhasználásban a szellemi igénybevétel egyértelműen nem okoz kiugrásokat, ugyanakkor, amint Wiehlerék kutatásai is rámutattak, egyéb folyamatok is hozzájárulhatnak a fáradtság szubjektív érzéséhez. Én személy szerint tehát nem érzem magam kellemetlenül, ha egy szellemi munkával töltött nap után csak arra vágyom, hogy a kanapén fetrengjek egész este.