科学家研究发现压力或是“伤脑筋”重要原因

　　每个经历过大型考试的人都记得这种感觉：几小时高强度的脑力运作，让你恍惚着步出考场，手脚无力，一面有逃出生天的解脱感，另一面又觉得全身精力耗尽，只想倒头大睡一觉。

　　为什么长时间的脑力活动，会让人觉得像跑完马拉松一样疲惫呢？

　　脑力劳动的能量消耗

　　成年人大脑的平均重量是1.4公斤，只占人体重量的2%。不管我们是在做精密的计算题，还是点鼠标看搞笑视频，它都耗费着大量的血液、氧气和葡萄糖。总的来说，大脑所消耗的能量约占人体静态代谢率（resting metabolic rate，简称RMR，指人体的精神及身体在安静状态时，维持一天的生命所需的最低热量）的20%。举个例子，假设一个人整天什么都不干，只是躺着的话，他/她的热量消耗大概是1300卡路里，其中有260卡路里都是大脑耗费的，主要用来维持呼吸循环、神经系统和肝肾内脏的运作等。

　　如果把大脑跟其他器官相比，它算是耗能大户了。但我们如果再做一点小小的换算（1卡=4.187焦耳，1焦耳/s为1瓦特），就会发现大脑运作的功率约为12.6瓦特，这跟一个节能灯泡是差不多的。而人工智能计算机要达到大脑的运算水平的话，以目前最出风头的IBM超级计算机Watson为例，它靠90台IBM Power750处理器运作，每台处理器的功率约为1000瓦特。看看这之间的差距吧！

　　那么，大脑是怎么消耗热量的呢？通过动物和人体的观察实验，科学家们发现，当某部分大脑的神经元开始运作时，那里的毛细血管会扩张，输送比平常更多的血液，带来更多的糖分和氧气。神经元由此产生的“燃烧”现象，加上血液流动带来的磁效应，正是“功能磁共振成像”技术（简称FMRI，一种大脑成像技术）得以实现的原因。

　　根据这种现象，一些科学家推断，如果神经元燃烧时需要额外的糖分，那么大脑在努力工作时，血液中的血糖会降低。而反过来，补充一些高糖分食物能够帮大脑更好地运作。可惜，这个道理虽然听起来简单，但真正得出有效结论的实验却很少，而且大部分是模棱两可的：

　　英国诺桑比亚大学做过一项实验，第一组志愿者完成一系列字母和数学测试，另一组只是简单地敲键盘。对比监测的数据，认真测试的第一组血糖值下降值明显比第二组的大。但给志愿者喝了糖分饮料后，第一组志愿者只有在某项测试上的成绩有提高，其他则没有改变。

　　利物浦约翰摩尔大学也有类似的实验：志愿者们要完成两种版本的斯楚普测试（Stroop task，一种色词干扰测试，比如用红墨水印“蓝色”字样）。在第一组里，单词的意思跟印刷它的颜色是一致的（比如用蓝墨水印“蓝色”字样），另一组的单词意思则和颜色不同（比如用红色或绿色墨水印“蓝色”字样）。显然，要答对第二组比较费脑子。测试结果也显示，第二组中的志愿者血糖值降得比另一组多。

　　此外，有些实验显示，当一个人完成自己不擅长的任务时，脑子耗费的能量比较多，越是驾轻就熟的工作，所需的脑力就越少；但又有实验得出的结论正相反。因此，一些科学家开始从其他角度来考虑这个问题。

　　加拿大渥太华大学教授克劳德·梅西尔翻阅过大量上述的实验报告，觉得它们并没有说服力：“理论上来说，一个很难的测验肯定会消耗更多能量，但这个能量的改变到底有多明显？”在他看来，人体所消耗的能量基数本身就很大，就算在睡眠状态，血糖值也是有波动的：“大脑要控制全身器官的正常运作，要把血液和养分通过无数条管道输送到所有细胞中去。有这么庞大的日常消耗量，大脑完全能应付多出来的一点点任务。”

　　宾夕法尼亚大学的罗伯特·库兹本教授也指出一个疑点：美国伊利诺大学在2009年曾做过一个实验，让一组儿童在考试前先在跑步机上走了20分钟，另一组儿童则在考试前默读书本，结果，第一组儿童的考试成绩是更优秀的。库兹本教授认为，如果大脑的运作效率只跟血糖和能量有关的话，第一组儿童因为锻炼消耗了额外的能量，应该考得更差才对，但事实是相反的。

　　如果真如梅西尔和库兹本所认为，脑力测试消耗的能量并不明显，那怎么解释参加完高考后考生们的精疲力竭呢？一种解释就是，之前所做的实验中，大脑的劳动量实在太轻了。梅西尔认为：“如果我们下点狠心去考验实验对象，让他们花够长的时间，去做一些够难的事情，也许能得到明确些的结果。”

　　压力让你更疲惫

　　另一种解释是，实验对象的态度也很关键。有些人对着一本难懂的书时，只翻几页就会烦躁得坐立不安，而有些人即使连看几部复杂曲折的悬疑电影，也不会精神疲惫。大家可能也有类似的经验：玩一圈牌或做几项填字游戏，有时反而能振奋精神。因此，由脑力劳作所带来的精疲力竭，似乎只跟非消遣类的脑力任务有关，比如高考、GRE或托福。

　　英国伯明翰大学的研究者曾在2009年对自行车运动员做过一项实验：把体质平均的运动员随机分两组，一组先做了整整90分钟的测验卷，然后开始骑车；另一组则先看一个半钟头的普通纪录片，然后再骑车。结果的对比很有趣：第一组运动员骑车训练的时长普遍比第二组的短，很快就觉得体力不支而停止了。

　　因此一些研究者推断，如果脑力劳动跟压力联系在一起的话，让人体会到的疲惫感会更强烈。加拿大拉瓦尔大学在2008年的一个小实验很说明问题：有14名体形和年龄近似的女大学生，她们在45分钟里或是坐着休息，或是读论文并写总结，或是完成一项记忆力测验，然后再一起参加自助午餐。研究者分七个时间点测试了她们的空腹血糖值，胰岛素和皮质醇含量，并计算了她们在自助餐里吃过的食物热量。结果发现，经过脑力劳动的后两组女生，摄入的食物热量都比休息的那组高（高出的值从848 kJ到1057 kJ不等）；后两组的皮质醇水平在前45分钟里也比第一组高，表明她们经受着较大的压力和紧张状态。因此，与其说是脑力劳动耗费了更多能量，不如说是脑力劳动带来的压力让人体“觉得”自己耗费了更多能量。

　　对此，梅西尔教授做了一个推断：“大脑像是一个懒惰的流浪汉，它会极力避免在一件任务上耗费太多精力和太长时间。如果你从事的脑力劳动超过了它接受的极限，它就会开始释放信号：够了，你消耗的精力太多了，可以停了。这也许是一种自我保护机制。”

（责任编辑：廖颖瑶）