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持续用脑会使大脑中累积“乳酸”吗? #11

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huangblue commented 7 years ago

持续运动会使肌肉中累积乳酸,持续用脑会在大脑中产生类似物质吗?(不是问大脑中会不会累积乳酸,而是问会不会累积像使肌肉酸痛的乳酸那样能使大脑感觉不适的物质) 关注问题4 条评论邀请回答 170602 vivo 提问下栏广告 乐享非凡 乐享知识 1 个回答 traum lu traum lu 医生 大脑主要的主要能源物质是葡萄糖,氧化分解为二氧化碳和水 乳酸是由于没有完全氧化导致的 大脑属于优先供血供氧的器官。所以由一旦缺血缺氧,会减少胃肠和肾的血供(收缩容量血管) 同时,加大呼吸。所以一般不会积累乳酸。 当葡萄糖缺乏时,大脑可以由酮体来提供能量。(只有葡萄糖和酮体可以通过血脑屏障) 大脑是人类最重要的器官之一,人体系统对大脑的保护可以说是长期进化的结果。

肌肉中有糖原,磷酸肌苷提供能量。当做剧烈运动是,无法完全氧化这些能源物质,产生乳酸。 此时,呼吸加快,就是代偿。代偿能力有高有低,经常运动的和基本不运动的人比肯定有差别。 所以,有的人一次锻炼后,没什么感觉,有的人全身发酸发疼

2014年10月9日补充: 其实大脑中也有无氧酵解,但是仅占葡萄糖氧化功能的5%-15%,比较少,也产生少量乳酸。 又看了一遍题主的题目,大脑产生不适,最多的可能性,是一些物质导致渗透压改变,引起大脑水肿,导致头痛。 9 赞同0 条评论

huangblue commented 7 years ago

https://www.zhihu.com/question/22229399/answer/37675754

huangblue commented 7 years ago

为什么大脑高速运转之后会特别疲惫,大脑思考的时候真的能更快的消耗能量么?那睡觉会降低脑的能耗么? 我们经常在脑力劳动之后感觉非常疲惫 关注问题25 条评论邀请回答 170602 vivo 提问下栏广告 乐享非凡 乐享知识 23 个回答 Guillaume Guillaume 孤独患者 白天的工作躯体吸收心血管系统提供的营养产生废物,废物被淋巴系统带走。这是躯体的循环系统。 同样,大脑也有它的循环。不同的是大脑里面没有淋巴系统,因为大脑里面空间有限,再装一套淋巴系统效率很低。进化促使我们采取另外一套策略——脑脊液。 你长期思考产生的废物会在神经元内部积累(我的个人感受是高强度思考后大脑有发胀的感觉。读一篇特别美的文章后整个脑子会麻麻的,感觉被更新了,不知道为什么。),这些废物会使神经元之间的信息传递收到阻碍。你的思维开始迟缓,人就感觉精神疲惫。 美美地睡一觉无疑是唯一解。当你入睡后。你的脑细胞就会收缩,把废物排到细胞外。脑脊液开始冲刷洗涤这些间隙,把废物带走。这个过程非常神奇。 脑细胞收缩了,但不意味着一点都不工作了。所以人类会做梦!每个人都做! 非专业人士,回答仅供参考。 TED演讲有讲,没找到。 18 赞同6 条评论

huangblue commented 7 years ago

其它回答 知乎用户 知乎用户 神经学等 5 个话题优秀回答者 谢邀。现学现卖抛砖引玉

『累』其实有两种,一种是身体上的,另一种是精神上的。当然『累』这种感觉是来自心灵的主观描述,不过身体上的疲倦还是很容易被区分开来的,毕竟身体上的疲倦一般都有明显的原因,包括体力活动,睡眠不足,疾病等等。最重要的是,带来的一些躯体生理反应是不受意识控制的,比如心律,呼吸这类自主神经功能,还有肌电反应。

精神疲倦则是主要影响认知功能,表现为思考速度减慢,注意力不集中等等,也会出现一些行为上的异常。仔细观察还是可与躯体疲惫区分开。现代生活主要转移到了大量的脑力工作上,所以认识和如何缓解精神疲倦显得更重要。

直觉上,疲倦可能是又长时间用脑导致的。然而科学研究又一次证明了,直觉和常识很多是不靠谱的!很多情况下精神疲倦和时间长短没有必然关系(比如我以前上政治课,过不了5分钟就会觉得累,昏昏欲睡),而是和你付出的努力得到的回报有关系,也就是说,大脑中的『奖赏回路』机制又在这里起作用了。(所以对于神经科学家从某种角度来说,难以完全相信自由意志在行为中的作用)。

提到『奖惩系统』不得不提到『动机系统』,这两家伙此起彼伏相互作用支配了我们的很多行为和感受。动机也分两种,一种要趋利,一种要弊害,两者都是需要消耗能量的。在现实中这两者是在一定时间内不断起伏波动的,最终的结果是看平均哪一个更高一些决定了你是疲惫还是不疲,而不是到这个间隔的花费时间。

既然疲倦感是在『潜意识』中不断衡量消耗/收益能量的,这就和演化心理学联系在了一起。很显然,如果一定时间内消耗超过了收益,改变当前的行为策略是最好的方法,否则就会从心理上产生一种『疲惫感』,从而『强制』停止当前行为防止消耗过渡,这对于所有动物都是很必要的(我们无从得知其他动物会不会有『疲惫感』)。总之这是演化的产物,放到现在的人类社会环境不一定适用了,但是这个机制始终在起作用。如果长时间无视这种情况,就会导致某些损害,疲惫综合征等等。

另外发现有一些人格特质可能倾向于使人们无视疲惫信号,包括完美主义,神经质和内向。有这样特质的人,可能会因为怕不被别人承认自己有限的成绩,或者会更担心失败带来的后果而不是成功带来的奖励,从而继续收支不平衡的工作,导致严重的疲惫感。

关于他们的神经调节机制时间有限就不表了(其实很无聊,丢个图吧)

参考:Mental fatigue: costs and benefits. Brain Res Rev. 2008 Nov;59(1):125-39. doi: 10.1016/j.brainresrev.2008.07.001. Epub 2008 Jul 9. 375 赞同29 条评论收藏 知乎用户 知乎用户 神经科学话题优秀回答者 谢神丁邀。

大脑在高速运转之后感到疲惫,是一个主观感受。大脑思考的时候是否更快的消耗能量是一个客观现象。这两者不一定有必然的联系(比如说玩游戏时大脑在运转,但并不觉得疲惫)。因此,我把这个问题当作三个问题来看:1.大脑思考的时候真的能更快的消耗能量么?2.为什么思考之后会特别疲惫?3.1和2之间有因果关系吗?

1.大脑思考的时候真的能更快的消耗能量么?

脑是个能耗很高的器官。在人类中,脑以其1.5kg左右的重量,消耗了身体总能量消耗的20-25%。这些能量主要是被消耗在维持神经元的膜电位上(神经元不停的把钠离子泵出胞外,把钾离子泵入胞内,以维持內负外正的跨膜电位,同时消耗大量的ATP)。无论神经元活动与否,这部分能耗都是大脑能量消耗的主要部分。

跨膜电位图示,图片来自维基百科。

那么在大脑高速运转的时候,能量消耗会增加吗?从直觉来看,不会增加很多。

拿我自己来举例子,我的晨脉心率在60上下,在我慢跑时心率在140-150,10k测速时心率稳定在175左右,在我骑动感单车冲刺时,心率可以达到190,同时呼吸急促(耗氧量比静息状态增加3倍不止?)。但是,我从来没有发现我在思考时,心率和呼吸可以明显增加。这说明对比静息状态,在思考时脑的耗氧量增加不会很大(至少没有达到肌肉耗氧的水平)。

事实上,脑的总能耗在各种状态下并没有非常明显的波动,但是在执行不同任务时,相关脑区的激活会消耗比平时更多的能量。

怎么对比静息时和思考时的脑能量代谢水平呢?脑功能影像(PET或功能核磁共振)是个可用方法,这个方法通过监测脑区葡萄糖利用率或脑区供血量来间接反映脑区的耗能水平。

用功能影像的方法可以看到,脑在执行任务的时候,相关脑区确实供血量增加了。但与此同时,也会有很多区域供血量减少。这说明,可能总的供血量增加不大。

而且,功能影像中血流量的增加,也并不一定意味着耗氧量的增加。如下图:在执行视觉任务时,视觉皮层的葡萄糖利用率,血流量都增加,但绝对耗氧量增加不多。

另外,印象里读过神经元神经活动时与静息时耗氧量的区别,大概增加20%左右(记得不清楚了,来源也忘了)。所以,大脑高速运转很可能增加能量消耗,但其不会很高(至少不会成倍增加)。

2.为什么大脑思考之后会特别疲惫?3.1和2之间有因果关系吗?

这两个问题,@外星菜鸟 回答的非常棒。快去点赞。

140 赞同19 条评论收藏 知乎用户 知乎用户 疲劳更多的时候不是能量缺少,而是代表体内垃圾物质如自由基(free radical)等积累到一定程度所引起的精神上的反馈,产生的一种保护性抑制机制。 为什么自由基过多会导致保护机制的出现,从而导致疲惫呢?因为自由基是一种强氧化的游离基团,它极易和任何细胞、组织发生反应改变原细胞和组织固有的结构和性状,改变细胞膜的渗透性,细胞和组织长时间处于氧化应激(oxidative stress)环境中会诱发炎症(inflammation)促使产生更多的ROS(reactive oxygen species)来清理受损细胞从而可能诱发链状反应导致其他细胞中DNA、RNA、蛋白等的损耗,引起结合核因子κB (NFkB)的产生和扩散,结合核因子κB 将引起细胞程序性死亡基因的表达,如:凋亡(apoptosis)。或者引起增殖(proliferation)导致癌变(carcinogenesis)。所以我们需要休息来让抗氧化酶及时的清理掉细胞的自由基,让细胞和组织保持应有的活性。 -------- ROS来源于线粒体,线粒体负责在氧的作用下生成ATP,不完全过程会产生superoxide radical (O2-) 等ROS。一定量的ROS会保证免疫系统的正常工作,过量的ROS会导致细胞直接死亡,或是基因表达带来的凋亡。由于大脑在氧耗上10倍于其他部分,加上对人身体的重要程度,所以大脑相比身体其他部分会更加容易产生自由基引起疲劳,注意用脑卫生是健康的基本保障。 50 赞同11 条评论收藏 李宁 李宁 众所周知,大脑是人体一切活动的司令部。虽然大脑的重量只占人体重的1/50,却需要占用全身近1/4的氧气和血液供应。因此,如果平时大脑的供氧量一直处于不足的状态,那么首先就会出现脑疲劳的症状。如果脑疲劳者对此还没有能够引起足够的重视,长此以往脑源性疾病就有很可能在毫无征兆之时突然发作。 3 赞同0 条评论收藏 采铜 采铜 心理学话题优秀回答者 其实用脑和用肌肉颇有相似,连续长时间用脑会造成脑细胞无氧呼吸增多,在脑内堆积乳酸,对,脑内会堆积乳酸,这可能是引发疲劳感的一个原因。这时活动活动筋骨就很必要,以加速血液循环,使更多氧进入大脑,还有一个方法,就是补充维生素C,因为血脑屏障中的葡萄糖转运蛋白(GLUT1)除了能转运葡萄糖外还能转运维C,补充维C后,脑内减少对脑外葡萄糖的吸收,同时加速对脑内乳酸的二次代谢,将乳酸清除。 231 赞同36 条评论收藏 Zane Zane 有趣是生活的蜜 为什么我长时间思考之后大脑越来越兴奋 -_-# 2 赞同8 条评论收藏 大名 大名 IT 无责任无依据的瞎猜: 大脑高速运转本身不会消耗明显更多的能量.但是"大脑高速运转"通常伴随的人体"兴奋","紧张"这些情绪背后的血流加速,肌肉紧张这些会极大的增加能量消耗. 3 赞同2 条评论收藏 刘玻珠 刘玻珠 医学生 答案,不会。首先,大脑耗能非常稳定,说白了就是些细胞在自己工作岗位上干些文职工作,不像肌肉这些工人在干体力活。 其次,大脑的供能是非常稳定,具有自身调节供能来保证血液供应,让大脑可以时时刻刻正常运行(肾脏也有这个功能来维持代谢废物的稳定排出)。 所以平时我们觉得紧张或者压力大的时候,并不是因为大脑加速运动导致的劳累,实际上是因为交感神经兴奋导致其他器官的额外供能。 至于为什么会劳累,我相信是有某种物质的作用,但是至少不应该是乳酸堆积造成的。@采铜 6 赞同1 条评论收藏 知乎用户 知乎用户 MARK下,学习中 3 赞同10 条评论收藏 tensorspace tensorspace 回加州再年轻十岁 从物理上来讲,大脑思考会导致熵减小,因为思考的过程会产生新的信息,而熵减小必须通过耗能来实现。 3 赞同0 条评论收藏 知乎用户 知乎用户 个人很明显的一个例子,高中时还没到下课就感觉饿的不行,而放假在家时,吃饭时都不饿。 13 赞同12 条评论收藏 唐瑞海 唐瑞海 这个跟工作记忆可能有关系。 大脑的使用,如果没有组块性参与,大脑工作效率会受到很大影响!专家思考方式就比较善于组块! 可以看看“为什么学生不喜欢学校”,很不错的一本书,因为作者曾经写过认知学的书。 第一章就明确提出大脑不是用来思考的,大脑的大部分资源给了视觉、听觉、行动上。 一言难尽,自己去看书吧 呵呵 3 赞同1 条评论收藏 庞酱油 庞酱油 个人觉得题主所说的大脑高速运转之后的疲惫,并不完全是有神经活动造成,虽然高速运转时候的大脑能耗确实略高,神经元细胞也是需要氧和营养的。个人觉得这种疲惫主要是由压力和紧张引起,就好像你看电视剧也是大脑高速运转 你也不觉得累呀。压力和紧张会激活体内的sympathic reaction,伴随着肾上腺素分泌增加,心率增加等等生理反应,之后身体当然会有疲惫的感觉。并且有研究显示,压力大的时候,脑部新细胞的生成会大大减慢,于是就会有一种脑子转不动了的感觉。(PS:适量运动会促进细胞生成帮助提高记忆力) 关于睡眠,睡眠中大体分有REM 和NREM的睡眠,在REM中 (rapid eye movement),人们常常会做梦,其实在这段时间里,虽然身体肌肉是不动的,但大脑的活动和醒着的时候一样活跃。至于睡眠会让人感觉不那么疲惫,有研究表明,在深层睡眠过程中,会有大脑中各类脑部活动所堆积的废物被人体自我消化或者分解。 2 赞同0 条评论收藏 知乎用户 知乎用户 只有我一个人觉得长时间做题之后觉得脑袋发热么?就和cpu过热一样 20 赞同14 条评论收藏 知乎用户 知乎用户 我记得之前是BBC还是哪儿,做过这个实验,结果是思考不思考消耗的差不了多少,只会让你主观上认为饿了吃得更多而已(脑力工作真是坑爹有没有。。。) 1 赞同5 条评论收藏 知乎用户 知乎用户 第一个问题,yes,这也是fMRI的原理。 第二个问题,应该会降低,但绝对不是完全静息的,睡眠被认为对记忆的巩固起重要作用,在睡眠中,有相关蛋白合成。 0 赞同0 条评论收藏 苦艾 苦艾 只要86和劳就够了。 我是脑子一停下来就困。

0 赞同0 条评论收藏 马月 马月 我也不知道,心灵上的渴望。 大脑高速运转之后消耗的不是看的见的能量,而是看不见的能量:生命源动力。人有个生命源动力系统。是人的第二具灵性身体。

0 赞同0 条评论收藏 相忘于江湖 相忘于江湖 略 高三下学期是每天脑子超高速运转超过十个小时,当时早餐一顿可以吃15个包子,拳头那么大自己家做的。然后中午又是饿得不行。现在早上吃三个到中午就不消化撑得难受。 0 赞同2 条评论收藏 弓长 弓长 肿瘤学 脑细胞对糖的亲和力尤其地高,正常情况下,脑细胞都是靠糖酵解供能,产物是乳酸,然后就累啦 0 赞同2 条评论收藏 匿名用户 匿名用户 我倒觉得,是身体疲惫了。 0 赞同0 条评论收藏 晨风 晨风 大脑消耗能量,在静态下就占比很大,高速运转时候更厉害,这也是为什么围棋棋手要练习长跑的原因所在。 0 赞同2 条评论收藏 立即注册/登录,发表你的观点