10. Мозг и мышцы: или то, или другое

Насколько дорого обходится нам мозг в энергетическом отношении, зависит от того, как на это посмотреть. С одной стороны, он стоит около 500 килокалорий в сутки, что кажется немыслимо большой величиной в сравнении с 2000 килокалорий, которые весь организм потребляет в течение суток, даже если мы знаем, что именно такую цену следует ожидать для удивительно большого числа нейронов, упакованных в человеческом мозге, а это число ожидаемо для примата с нашей массой тела. С другой стороны, 500 килокалорий в сутки – это всего 24 ватта: все, что мы достигаем нашим умом и чувствами, обходится нам в половину энергии, потребляемой лампочкой в 40 ватт или ноутбуком (60 ватт). Скорость, с какой человеческий мозг потребляет энергию, то есть мощность, устойчиво равна 24 ваттам. Для сравнения, наши мышцы работают с втрое большей нагрузкой, потребляя 75 ватт, в некоторые короткие моменты, и больше, например во время спортивных состязаний. Поднятие тяжестей требует больше энергии, но тяжелая умственная работа не требует энергии больше, чем праздное ничегонеделанье. Справедливости ради надо, конечно, признать, что некоторые отделы мозга активируются, но перераспределение кровотока в пользу активированных отделов мозга говорит, что тотальное потребление энергии остается на прежнем уровне – не важно, работаем мы умственно или отдыхаем. С такой точки зрения, человеческий мозг является замечательно эффективной машиной – еще более эффективной, если вспомнить, что для работы в течение целого часа ему требуется всего полторы чайных ложки (около 5 г) глюкозы.

Тем не менее если мы примем в расчет потребление энергии всеми нейронами мозга в течение 24 часов, то цена большого числа мозговых нейронов, в частности нейронов мозговой коры, оказывается настолько высокой, что другие приматы не могут позволить себе такой роскоши. На поддержание деятельности своих почти 86 миллиардов нейронов человеческому мозгу требуется 129 г глюкозы, или 516 килокалорий в день. Чашка сахара содержит именно такое число калорий, и потребление такого количества сахара не является выдающимся подвигом в нашей урбанизированной культуре холодильников и супермаркетов. Наоборот, мы чаще сталкиваемся с противоположной проблемой: мы потребляем слишком много калорий.

Если бы было так же просто находить калории в дикой природе…