对话。
人类的大脑为什么是个高能耗的器官?它是怎么高能耗的?
人类大脑高能耗的核心原因是维持神经元基础活动、信号传递及神经连接可塑性需要持续大量能量,其能耗占全身总能耗的20%-25%(即使仅占体重2%左右)。
大脑的高能耗主要通过以下3个方面体现:
神经元基础维持耗能高:大脑约有860亿个神经元,即使在休息时,神经元也需持续维持细胞膜电位(通过钠钾泵不断转运离子),这一过程消耗的能量占大脑总能耗的60%-80%,是能耗的主要来源。
神经信号传递耗能大:神经元通过突触传递信号时,需要合成、释放和回收神经递质(如多巴胺、乙酰胆碱),该过程涉及多种酶促反应和囊泡运输,每一次信号传递都会消耗大量ATP(细胞能量货币)。
神经连接动态调整耗能:大脑的学习、记忆等功能依赖神经连接(突触)的不断重塑(如突触数量增减、强度变化),这需要合成新的蛋白质、脂质等物质,而物质合成是高耗能过程。…