Дети, которые занимались на беговой дорожке в течение 20 минут перед тестом, показали лучшие результаты, чем те, кто просто сидел с книгой. Фото.
Как на самом деле работает мозг
На хабре очень популярны статьи о различных техниках улучшения работоспособности, памяти, самомотивации и т.д. и т.п. К сожалению, авторы этих статей часто совершенно не представляют, что такое мозг, как он работает и почему он работает так, как работает.
Первое, что нужно понять, это следующее:
Думать — дорого
Приведенная ниже информация взята в основном из книги «Происхождение мозга» С.В. Савельева, которую я настоятельно рекомендую прочитать вместе с работами Ричарда Докинза и Конрада Лоренца.
Мозг эволюционировал как гибкий, проворный и быстрый решатель проблем. Наличие мозга делает животное гораздо более приспособленным, особенно в экстремальных ситуациях. Но все имеет свою цену: мозг — чрезвычайно дорогой орган. У человека интенсивно работающий мозг потребляет четверть (!) ресурсов организма. Проблема в том, что мозг никогда не отдыхает; даже мозг в состоянии покоя требует 10% энергии организма, но составляет всего 2% его массы. Кроме того, организм просто не в состоянии поддерживать интенсивную мозговую деятельность в течение длительного времени, поэтому неизбежно наступает нервное истощение. Более того, мозг, лишенный необходимых ресурсов (в основном кислорода), умирает почти сразу (в течение 5 минут).
Оптимизация
Я думаю, что большинство Хабровских уже поняли, как оптимизировать потребление энергии мозгом. Компьютерные эксперты не нашли ничего лучше природы в этом отношении.
Вариант А: Ограничьте мозговую активность действительно экстремальными ситуациями. На человеческом языке этот механизм называется «лень». Люди инстинктивно склонны думать только тогда, когда это необходимо. Многие животные, например, кошки, постоянно находятся в одном из двух состояний: либо в сонном, либо в гиперактивном. Лень — двигатель прогресса в самом прямом смысле этого слова.
Вариант B: Скрытая память. Установите как можно больше предопределенных моделей поведения и включайте мозг только тогда, когда автопилот не может решить проблему самостоятельно. Эта оптимизация свойственна в первую очередь мелким животным, но поскольку ее легко наблюдать, люди, которые не проявляют особых навыков наблюдения, используют ее в полной мере.
Это, кстати, является источником известного абсурдного мифа о том, что человек якобы использует десять (пять, два — подчеркнуто верно) процентов своего мозга. В любой момент времени и в состоянии покоя — с определенным приближением, да. Ведь ненужное использование всего мозга дорого и нерационально. Но оставлять 90 процентов своего мозга неиспользованным еще более дорого и неразумно.
Реальность
Часто кажется, что поведение человека глупо и иррационально. Однако, учитывая предыдущий абзац, очевидно, что поведение человека совершенно разумно и рационально. На вопрос «О чем вы думали?» обычно есть простой ответ: ни о чем. Человеческая природа — думать ни о чем, и это самая выгодная программа с эволюционной точки зрения.
Конечно, большая часть человечества в современном мире не имеет проблем с питанием, и механизмы оптимизации энергии не являются необходимыми. Но, к сожалению, мы не можем изменить нашу генетическую программу, и нет никакой гарантии, что другая схема мозга окажется более оптимальной для Homo sapiens.
Помнить — дорого
Давайте перейдем от размышлений к воспоминаниям. Чтобы понять процессы памяти и запоминания, полезно сначала усвоить кое-что простое: человеческая память зависит от энергии. Хранение информации постоянно расходует ресурсы организма. Думаю, вы уже понимаете, что это значит :-).
Прежде всего, память делится на кратковременную и долговременную. В долговременную память поступает лишь небольшая часть информационного потока.
Во-вторых, воспоминания всегда теряются. Чем больше времени проходит, тем меньше информации о событии сохраняется в памяти.
Запоминание случайно
На эти процессы, не очень приятные для студентов :-), также влияет вероятностный характер памяти. Дело в том, что запоминание — это формирование устойчивых круговых сетей в нейронной сети, содержащей необходимую информацию. Этот процесс не очень быстрый и довольно непредсказуемый. Невозможно точно предсказать, когда изменится конфигурация нейронов. Именно по этой причине человек часто запоминает совершенно абсурдную и ненужную информацию на всю оставшуюся жизнь — потому что он случайно подумал именно эту чушь в тот момент, когда формировалась новая конфигурация нейронов. Для того чтобы вы запомнили информацию, необходимо, чтобы она оставалась актуальной в течение достаточно длительного периода времени.
Память врёт
Как уже говорилось в предыдущем разделе, чтобы не думать, человеку прежде всего нужна память. Запомненные решения и поведение не нагружают мозг, а функционируют на автопилоте. Собственно, это и есть основная функция памяти.
Однако, поскольку память зависит от энергии, невозможно запомнить всю необходимую информацию. С одной стороны, постоянно добавляется новая информация, которая потенциально может быть важной. С другой стороны, старая информация становится все менее и менее важной. Поэтому старые воспоминания постоянно конкурируют с новыми за место в памяти. Чтобы наилучшим образом использовать имеющиеся ресурсы, новые и старые информационные сигналы циркулируют по одним и тем же каналам. В результате старые воспоминания постоянно искажаются, что в конечном итоге приводит к довольно неожиданным результатам, вплоть до полного несоответствия между старыми воспоминаниями и реальностью, причем старые воспоминания со временем становятся все более идеализированными. Это относится не только к людям, но и к другим животным.
RMR варьируется от человека к человеку и зависит от возраста, пола, физических параметров и состояния здоровья. Если предположить, что средний RMR составляет 1 300 ккал, мозг потребляет 260 ккал для поддержания жизнедеятельности. Установлено, что мозг потребляет 10,8 ккал в час.
Сколько калорий тратит мозг?
Даже в состоянии покоя мозг потребляет 20-25% всей энергии организма — в дополнение к дыханию, пищеварению и поддержанию температуры тела!
Это соответствует 350 и 450 калориям в день для средней женщины и среднего мужчины, соответственно. В детстве мозг еще более прожорлив. К 5-6 годам мозг может потреблять более 60% энергии организма.
Мозг никогда не отдыхает. Даже когда мы спим, ему требуется топливо, чтобы поддерживать функционирование нашего организма.
Голодный мозг
Мозг потребляет энергию, в основном в виде глюкозы; это делает мозг самым «дорогим» энергетическим органом в организме, хотя на его долю приходится всего 2% от общего веса тела.
Люди не уникальны в этом отношении. Даже очень маленькие млекопитающие, такие как крошечная древесная землеройка или карликовый сурок, отдают своему мозгу столько же энергии, сколько и человек. Это правда, что их мозг больше, чем остальное тело.
Большая часть энергии используется для того, чтобы нейроны мозга могли общаться друг с другом посредством химических и электрических сигналов, передаваемых через специальные клеточные структуры. Прохождение ионов через клеточные мембраны считается одним из самых энергоемких процессов в мозге.
Фитнес для мозга
Поскольку мозг является неутомимым потребителем энергии, означает ли это, что чем больше мы используем этот орган, тем больше энергии мы получаем — и тем больше калорий мы сжигаем?
Технически, ответ будет положительным — в случае сложных задач. Сложными можно считать те задачи, которые мозг не может решить с помощью ранее выученных алгоритмов. Такой деятельностью может быть изучение музыкального инструмента или разработка инновационных ходов во время напряженной игры в шахматы. Однако понятие «трудный» варьируется от человека к человеку.
Когда вы тренируетесь, чтобы научиться чему-то новому, ваш мозг адаптируется, чтобы увеличить передачу энергии в те области мозга, которые активируются во время тренировки. Со временем, когда мы становимся более опытными в выполнении определенной задачи, мозгу не приходится так напряженно работать и он расходует меньше энергии.
