Bộ não sử dụng bao nhiêu năng lượng?

Não bộ hoạt động sử dụng bao nhiêu năng lượng?

Theo các nhà khoa học, mặc dù trọng lượng của bộ não chỉ chiếm khoảng 2% trọng lượng cơ thể nhưng sử dụng khoảng 20% năng lượng tiêu thụ của cơ thể, trung bình 400-500 calo mỗi ngày. Kể cả khi gây mê sâu, não vẫn cần khoảng 150 calo mỗi ngày. Điều này có nghĩa là, dù trọng lượng của bộ não rất nhẹ so với toàn bộ cơ thể, não vẫn cần sử dụng một lượng lớn năng lượng để hoạt động.

Tuy nhiên không có câu trả lời chính xác cho câu hỏi não sử dụng bao nhiêu năng lượng, mà nhu cầu năng lượng của não sẽ thay đổi tùy theo mức độ hoạt động của não, tuổi tác và tình trạng sức khỏe của từng cá nhân. 

Theo nghiên cứu, trong vỏ não của chuột, khoảng một phần tư năng lượng của não dùng để duy trì tế bào thần kinh và tế bào thần kinh đệm - quá trình mà tất cả các tế bào đều trải qua để duy trì sự sống. 75 phần trăm còn lại được sử dụng để truyền tín hiệu - gửi và xử lý tín hiệu điện qua các mạch của não. Những con số này tương ứng với ở người.

Phần lớn năng lượng đó được tiêu thụ tại các khớp thần kinh - những khoảng trống nhỏ giữa các tế bào não nơi tín hiệu được gửi và nhận. Ở đó, các tế bào đều đặn bơm các ion vào khoảng trống giữa các tế bào - trao đổi kali và natri để tạo ra điện tích. Hành động bơm này là nền tảng cho hoạt động của các mạch não, nhưng chúng rất tốn năng lượng.

Nhiều người thắc mắc rằng: Trọng lượng não bộ có ảnh hưởng tới mức tiêu thụ năng lượng? Trong một số nghiên cứu đã đề cập tới trọng lượng của bộ não có ảnh hưởng đến mức tiêu thụ năng lượng, nhưng không phải là yếu tố duy nhất quyết định. Khi bộ não có trọng lượng lớn hơn thì lượng tế bào não cần năng lượng cũng sẽ tăng lên để duy trì hoạt động của các mạng thần kinh và chức năng trí tuệ. Do đó, có thể nói rằng trọng lượng của bộ não có thể có một tác động nhất định đến mức tiêu thụ năng lượng của cơ thể.

Tuy nhiên, đáng lưu ý rằng mức tiêu thụ năng lượng của cơ thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Ngoài trọng lượng não, còn có trọng lượng cơ thể tổng thể, cấu trúc cơ thể, mức hoạt động thể lực và tinh thần, tốc độ trao đổi chất, giới tính, tuổi tác và di truyền. Tất cả những yếu tố này đều ảnh hưởng đến nhu cầu năng lượng của cơ thể.

Các bộ phận hoặc khu vực nhất định của não dùng nhiều năng lượng hơn những bộ phận khác không?

Giữa hai loại mô chính trong não - chất xám và chất trắng thì chất xám cần nhiều năng lượng hơn chất trắng. Chất trắng, được tạo thành từ các bó sợi trục, chứa một lượng lớn myelin, chất béo bao quanh sợi trục để cách ly chúng và giữ cho điện không bị rò rỉ ra ngoài. Do lớp cách nhiệt này, chất trắng sử dụng năng lượng nhiều hơn khoảng 20–25 phần trăm so với chất xám, được tạo thành từ đuôi gai, thân tế bào và các vị trí của khớp thần kinh.

Một số chức năng đòi hỏi nhiều năng lượng hơn những chức năng khác. Các vùng não chịu trách nhiệm xử lý thính giác cần nhiều năng lượng hơn so với hệ thống khứu giác hoặc các vùng não chịu trách nhiệm về trí nhớ. Thính giác yêu cầu tín hiệu rất nhanh và chính xác, còn khứu giác thì cần ít năng lượng hơn.  

Khi chúng ta suy nghĩ hay hoạt động não bộ nhiều, não cần nhiều năng lượng hơn

Bạn đã bao giờ tự hỏi, khi chúng ta suy nghĩ, não dùng nhiều năng lượng không? Bộ não của bạn không bao giờ dừng hoạt động. Ngay cả khi bạn đang ngủ vào ban đêm, não vẫn tiêu thụ năng lượng gần bằng vào ban ngày. Trong khi bạn nghỉ ngơi, các tế bào thần kinh của bạn liên tục giao tiếp, cập nhật cho nhau về những gì đang xảy ra. Sự cảnh giác liên tục của các chức năng thần kinh tiêu thụ phần lớn năng lượng.

Khi chúng ta suy nghĩ, tư duy hay thực hiện các hoạt động thông minh và phức tạp, não cần nhiều năng lượng hơn để duy trì hoạt động hiệu quả. Bộ não là trung tâm điều khiển của cơ thể và đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý thông tin, tư duy, nhận thức và điều khiển các hoạt động của cơ thể. Mỗi hành động, suy nghĩ, hay sự tương tác của chúng ta với môi trường đều đòi hỏi não phải tiêu thụ một lượng lớn năng lượng để thực hiện.

Khi bộ não hoạt động, các tế bào não sẽ tiêu thụ năng lượng để duy trì việc hoạt động của các ion và các phản ứng hóa học. Một phần lớn năng lượng này được cung cấp bởi glucose, một loại đường trong máu, thông qua quá trình oxi hóa để tạo ra ATP - nguồn năng lượng cần thiết cho tế bào.

Vậy não dùng nhiều năng lượng không khi chúng ta bị căng thẳng hay gặp vấn đề tâm lý? Không chỉ hoạt động trí óc thông thường mà cảm xúc và tình trạng tâm lý cũng có thể ảnh hưởng đến lượng năng lượng mà bộ não cần tiêu thụ. Ví dụ, khi chúng ta trải qua tình huống căng thẳng hoặc cảm thấy lo lắng, bộ não có thể tiêu thụ nhiều năng lượng hơn để xử lý các tín hiệu cảm xúc và duy trì sự tập trung.

Có một truyền thuyết cho rằng chúng ta chỉ đang sử dụng 10 phần trăm khả năng bộ não của mình và 90 phần trăm còn lại đang bị ẩn dấu. Phần lớn các tế bào thần kinh của cơ thể trong trạng thái nghỉ, chờ đợi để bắt đầu hoạt động khi được kích hoạt, duy trì năng lượng hiệu quả. Nếu bằng cách nào đó chúng ta kích hoạt số lượng tế bào thần kinh lên gấp 3 cùng một lúc thì nhu cầu oxy của não sẽ tăng lên, từ đó cũng đòi hỏi nhiều năng lượng hơn để duy trì hoạt động.

Tuổi tác hay lão hóa có làm ảnh hưởng tới nhu cầu năng lượng của não bộ

Những người lớn tuổi thắc mắc, não dùng nhiều năng lượng không khi cơ thể đã thoái hóa và ít vận động? Theo báo cáo của một số nghiên cứu khoa học, tuổi tác và quá trình lão hóa có thể ảnh hưởng đến nhu cầu năng lượng của não bộ. Khi con người già đi, có một số thay đổi về cấu trúc và hoạt động của não, làm cho nhu cầu năng lượng của não có thể thay đổi theo thời gian.

Một số yếu tố liên quan đến lão hóa và ảnh hưởng đến nhu cầu năng lượng của não bao gồm:

• Mất trí nhớ và giảm chức năng nhận thức: Khi con người già đi, có thể xuất hiện tình trạng mất trí nhớ và giảm chức năng nhận thức, đòi hỏi não bộ phải làm việc nhiều hơn để duy trì cùng một mức độ hoạt động. Do đó, có thể tăng nhu cầu năng lượng của não trong quá trình lão hóa.
• Giảm tốc độ chuyển đổi chất dinh dưỡng thành năng lượng: Cùng với lão hóa, quá trình chuyển đổi glucose thành năng lượng trong cơ thể có thể chậm lại. Điều này có thể dẫn đến việc cung cấp lượng năng lượng ít hơn cho não bộ.
• Thay đổi cấu trúc não và mạng lưới thần kinh: Khi con người già đi, có thể xuất hiện một số thay đổi cấu trúc và mạng lưới thần kinh trong não. Điều này có thể ảnh hưởng đến sự liên kết giữa các vùng não và hoạt động tổng thể của não, đòi hỏi năng lượng bổ sung để duy trì hoạt động hiệu quả.

Dù có những thay đổi như trên, việc duy trì một lối sống lành mạnh, bao gồm chế độ ăn uống cân bằng, tập luyện đều đặn, và duy trì hoạt động trí óc, vẫn rất quan trọng để hỗ trợ hoạt động tối ưu của não bộ dù trong quá trình lão hóa. Chăm sóc sức khỏe và tinh thần tốt cùng với việc duy trì các hoạt động thông minh và thú vị có thể giúp giữ cho não bộ khỏe mạnh và hoạt động hiệu quả dù với tuổi tác.

Bộ não là một phần quan trọng của cơ thể con người và sử dụng một lượng lớn năng lượng để hoạt động. Tuy nhiên, không có một con số chính xác nào cho việc bộ não sử dụng bao nhiêu năng lượng, tùy thuộc vào tuổi tác, sức khỏe hay hoạt động mà não có nhu cầu tiêu thụ mức năng lượng khác nhau. Vì vậy, để duy trì sức khỏe tốt cho bộ não, chúng ta cần cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng và làm việc tâm trí tích cực. Điều này giúp bảo vệ chức năng của bộ não và duy trì sự hoạt động tốt của nó trong suốt cuộc đời.

Bên cạnh việc duy trì một lối sống lành mạnh và tập trung vào chế độ ăn uống cân bằng, có một số thực phẩm bổ trợ có thể giúp hỗ trợ hoạt động tốt của não bộ, làm chậm quá trình lão hóa. Những thực phẩm này thường chứa các dưỡng chất, vitamin, và khoáng chất có lợi cho não, giúp cải thiện trí nhớ, tăng cường tư duy và hỗ trợ sức khỏe tâm lý.