为何人的大脑会消耗大量能量？新研究指出：突触囊泡不停地在运转

近日，一项科学研究指出：人脑之所以会消耗大量能量，是因为它在不断地泄漏能量！

人脑究竟有多重要，相信不必多说，它是意识的发源地，我们的喜、怒、哀、乐都来自大脑的活动，如果把人比喻成是一台超级计算机，那么人脑就是计算机最重要部件CPU和硬盘，你说它重要不重要？

人脑接收来自身体所有感觉器官的信息，处理信息，并根据需要读取和储存信息，然后将处理好的信息输出，简直比计算机CPU还要超级得多。

知道人脑有多耗能吗？CPU是计算机中最耗能的部件，运行时产生大量废热，要不然也不会专门安装一个由黄铜和风扇做成冷却装置，目的是用来带走热量，以免温度过高。

跟CPU一样，人脑也是人体中最耗能的器官没有之一，人脑的平均重量约为1.4公斤，约占人体总重量的2%，但却消耗掉身体能量的20%，尤其是氧气，占到总需求的25%，就算人在睡觉，消耗的能量也没有丝毫减少。

为何大脑会如此耗能呢，连睡觉都还在继续？一开始，科学家认为耗能可能与大脑里面的不停的电活动有关，因为即便人睡着了，脑细胞和神经元还在不断地产生电信号，要不然，我们也不可能在睡觉时做梦了，做梦是大脑活动的一种体现。

大脑产生电信号会燃烧一种被称为三磷酸腺苷（ATP）的能量分子，三磷酸腺苷是一种不稳定的高能化合物，化学式为C10H16N?O13P?，分子量为507.18。

但是以上这种解释很快出现了一个新的疑问：几乎没有脑活动的人，或者是处于昏迷状态的人，他们大脑内的电活动肯定非常少，应该消耗极少的能量，但事实证明，大脑仍然在消耗大量能量。

于是，用大脑电活动来解释大脑耗能的原因宣布失败！但是，2021年12月3日发表在《科学进展》杂志的一篇科学研究指出：人脑之所以会消耗大量能量，是因为它在不断地泄漏能量，真的是这样吗？我们继续往下看。

我们的大脑之所以这么超能，是因为小小的大脑里面有100多亿个神经元，如果以微观的角度去看，大脑宛如一个小宇宙，里面的神经元纵横交错，相当于是将无数个超级星系团连在一起的宇宙网络。

怪不得有人需要脑力或力量的时候就会大叫：燃烧吧，我的小宇宙！看来还是有几分道理的。

神经元与神经元之间的连接点被称为“突触”，而装满“神经递质”的微小囊泡是神经元与神经元沟通与交流的“快递员”，在现实世界中，快递员是一份非常消耗体力的工作，因此，神经元之间的交流会消耗大量能量。

为了搞清楚神经元交流的能量是如何消耗的，科研团队使用毒素让老鼠的大脑停止活动，神经元突触也就不再活动了，用于测试突触内对三磷酸腺苷（ATP）的消耗水平，但让人没有想到的是，突触都不活动了，但还在继续消耗大量能量。

这是为什么呢？于是科学家做了进一步的研究，对突触中装满“神经递质”的微小囊泡和囊泡内产生质子的“质子泵”进行了研究。

发现转运蛋白携带神经递质后改变了形状，然后进入小囊泡内，把神经递质留在囊泡内，抓住一个质子后，再次改变形状后离开了囊泡，转运蛋白每进入一次囊泡，那么囊泡就会被带出一个质子，这也就是说c泄漏了一个质子。

可恨的转运蛋白，有时还空手套白狼，不携带神经递质就进入了囊泡，出来时仍抓住了一个质子，再次泄漏了一个质子，为了保证囊泡里面的质子浓度，囊泡里面的“质子泵”要不停地制造质子，才能满足需求，消耗了突触44%的能量。

我们来梳理一下上述的研究发现，一，大脑停止活动后，神经元突触中转运蛋白在继续工作，将神经递质递给“快递员”的囊泡。

二，转运蛋白不断地从囊泡中带出质子，然后把带出的质子作为废物丢弃了，导致囊泡总是在泄漏质子，“质子泵”要不停地生产质子，消耗大量能量。

科学实验使用的是老鼠大脑，但老鼠大脑结构和人的大脑接近，因此人脑能量消耗方式也是一样的。几个质子，几百个质子，几万个质子，那都微不足道，但是我们的大脑有100多亿个神经元，总数加起来，这就是相当大的消耗了。

现在终于知道原因了吧，为什么人脑需要消耗身体20%的能量了，原来人脑一直不断在泄漏能量，这是真的。