傷腦筋，有多傷？

　　每個經歷過大型考試的人都記得這種感覺：幾小時高強度的腦力運作，讓你恍惚著步出考場，手腳無力，一面有逃出生天的解脫感，另一面又覺得全身精力耗盡，只想倒頭大睡一覺。
　　為什么長時間的腦力活動，會讓人覺得像跑完馬拉松一樣疲憊呢？
　　腦力勞動的能量消耗
　　成年人大腦的平均重量是1.4公斤，只占人體重量的2%。不管我們是在做精密的計算題，還是點鼠標看搞笑視頻，它都耗費著大量的血液、氧氣和葡萄糖。總的來說，大腦所消耗的能量約占人體靜態代謝率（resting metabolic rate，簡稱RMR，指人體的精神及身體在安靜狀態時，維持一天的生命所需的最低熱量）的20%。舉個例子，假設一個人整天什么都不干，只是躺著的話，他/她的熱量消耗大概是1300卡路里，其中有260卡路里都是大腦耗費的，主要用來維持呼吸循環、神經系統和肝腎內臟的運作等。
　　如果把大腦跟其他器官相比，它算是耗能大戶了。但我們如果再做一點小小的換算（1卡=4.187焦耳，1焦耳/s為1瓦特），就會發現大腦運作的功率約為12.6瓦特，這跟一個節能燈泡是差不多的。而人工智能計算機要達到大腦的運算水平的話，以目前最出風頭的IBM超級計算機Watson為例，它靠90臺IBM Power750處理器運作，每臺處理器的功率約為1000瓦特。看看這之間的差距吧！
　　那么，大腦是怎么消耗熱量的呢？通過動物和人體的觀察實驗，科學家們發現，當某部分大腦的神經元開始運作時，那里的毛細血管會擴張，輸送比平常更多的血液，帶來更多的糖分和氧氣。神經元由此產生的“燃燒”現象，加上血液流動帶來的磁效應，正是“功能磁共振成像”技術（簡稱FMRI，一種大腦成像技術）得以實現的原因。
　　根據這種現象，一些科學家推斷，如果神經元燃燒時需要額外的糖分，那么大腦在努力工作時，血液中的血糖會降低。而反過來，補充一些高糖分食物能夠幫大腦更好地運作。可惜，這個道理雖然聽起來簡單，但真正得出有效結論的實驗卻很少，而且大部分是模棱兩可的：
　　英國諾桑比亞大學做過一項實驗，第一組志愿者完成一系列字母和數學測試，另一組只是簡單地敲鍵盤。對比監測的數據，認真測試的第一組血糖值下降值明顯比第二組的大。但給志愿者喝了糖分飲料后，第一組志愿者只有在某項測試上的成績有提高，其他則沒有改變。
　　利物浦約翰摩爾大學也有類似的實驗：志愿者們要完成兩種版本的斯楚普測試（Stroop task，一種色詞干擾測試，比如用紅墨水印“藍色”字樣）。在第一組里，單詞的意思跟印刷它的顏色是一致的（比如用藍墨水印“藍色”字樣），另一組的單詞意思則和顏色不同（比如用紅色或綠色墨水印“藍色”字樣）。顯然，要答對第二組比較費腦子。測試結果也顯示，第二組中的志愿者血糖值降得比另一組多。
　　此外，有些實驗顯示，當一個人完成自己不擅長的任務時，腦子耗費的能量比較多，越是駕輕就熟的工作，所需的腦力就越少；但又有實驗得出的結論正相反。因此，一些科學家開始從其他角度來考慮這個問題。
　　加拿大渥太華大學教授克勞德·梅西爾翻閱過大量上述的實驗報告，覺得它們并沒有說服力：“理論上來說，一個很難的測驗肯定會消耗更多能量，但這個能量的改變到底有多明顯？”在他看來，人體所消耗的能量基數本身就很大，就算在睡眠狀態，血糖值也是有波動的：“大腦要控制全身器官的正常運作，要把血液和養分通過無數條管道輸送到所有細胞中去。有這么龐大的日常消耗量，大腦完全能應付多出來的一點點任務。”
　　賓夕法尼亞大學的羅伯特·庫茲本教授也指出一個疑點：美國伊利諾大學在2009年曾做過一個實驗，讓一組兒童在考試前先在跑步機上走了20分鐘，另一組兒童則在考試前默讀書本，結果，第一組兒童的考試成績是更優秀的。庫茲本教授認為，如果大腦的運作效率只跟血糖和能量有關的話，第一組兒童因為鍛煉消耗了額外的能量，應該考得更差才對，但事實是相反的。
　　如果真如梅西爾和庫茲本所認為，腦力測試消耗的能量并不明顯，那怎么解釋參加完高考后考生們的精疲力竭呢？一種解釋就是，之前所做的實驗中，大腦的勞動量實在太輕了。梅西爾認為：“如果我們下點狠心去考驗實驗對象，讓他們花夠長的時間，去做一些夠難的事情，也許能得到明確些的結果。”
　　壓力讓你更疲憊
　　另一種解釋是，實驗對象的態度也很關鍵。有些人對著一本難懂的書時，只翻幾頁就會煩躁得坐立不安，而有些人即使連看幾部復雜曲折的懸疑電影，也不會精神疲憊。大家可能也有類似的經驗：玩一圈牌或做幾項填字游戲，有時反而能振奮精神。因此，由腦力勞作所帶來的精疲力竭，似乎只跟非消遣類的腦力任務有關，比如高考、GRE或托福。
　　英國伯明翰大學的研究者曾在2009年對自行車運動員做過一項實驗：把體質平均的運動員隨機分兩組，一組先做了整整90分鐘的測驗卷，然后開始騎車；另一組則先看一個半鐘頭的普通紀錄片，然后再騎車。結果的對比很有趣：第一組運動員騎車訓練的時長普遍比第二組的短，很快就覺得體力不支而停止了。
　　因此一些研究者推斷，如果腦力勞動跟壓力聯系在一起的話，讓人體會到的疲憊感會更強烈。加拿大拉瓦爾大學在2008年的一個小實驗很說明問題：有14名體形和年齡近似的女大學生，她們在45分鐘里或是坐著休息，或是讀論文并寫總結，或是完成一項記憶力測驗，然后再一起參加自助午餐。研究者分七個時間點測試了她們的空腹血糖值，胰島素和皮質醇含量，并計算了她們在自助餐里吃過的食物熱量。結果發現，經過腦力勞動的后兩組女生，攝入的食物熱量都比休息的那組高（高出的值從848 kJ到1057 kJ不等）；后兩組的皮質醇水平在前45分鐘里也比第一組高，表明她們經受著較大的壓力和緊張狀態。因此，與其說是腦力勞動耗費了更多能量，不如說是腦力勞動帶來的壓力讓人體“覺得”自己耗費了更多能量。
　　對此，梅西爾教授做了一個推斷：“大腦像是一個懶惰的流浪漢，它會極力避免在一件任務上耗費太多精力和太長時間。如果你從事的腦力勞動超過了它接受的極限，它就會開始釋放信號：夠了，你消耗的精力太多了，可以停了。這也許是一種自我保護機制