¿Cuesta mucho pensar?

Superficie del encéfalo humano (Popular Science Monthly, Vol. 46; 1894-1895)
Superficie del encéfalo humano (Popular Science Monthly, Vol. 46; 1894-1895)

El encéfalo es el órgano más caro de un ser humano. Para la elaboración del tejido encefálico se necesitan muchos lípidos. Además, los que más se necesitan son ácidos grasos poliinsaturados. No obstante, cuando digo que el encéfalo es caro, no me refiero aquí a ese aspecto, al de los materiales que lo conforman, sino al coste de su funcionamiento.

En personas adultas, la masa del encéfalo humano viene a representar un 2% de su masa corporal total o algo menos. Y sin embargo, en reposo, le corresponde un 20% de la actividad metabólica total de una persona. Las cosas cambian cuando, en lugar de encontrarse en reposo, el individuo se encuentra realizando alguna actividad física, ya que bajo esas condiciones puede elevarse considerablemente el gasto energético debido al coste de la actividad muscular. Pero en todo caso, un 20% del gasto metabólico total en reposo es un porcentaje muy alto para un órgano al que sólo corresponde un 2% de la masa; por eso decimos que su funcionamiento es caro porque de ningún otro órgano cabe decir algo parecido salvo, quizás, del riñón. Al fin y al cabo, y a menos que los individuos en cuestión vivan en zonas muy frías o realicen una actividad física intensa, el encéfalo es el órgano responsable de la principal parte de nuestro gasto metabólico. Destinamos a su funcionamiento casi la quinta parte de lo que comemos. No es poco.

El conocido fisiólogo Francis Benedict (1870-1957) quería saber en qué medida el gasto en que incurre el cerebro depende de la intensidad de la actividad intelectual que desarrolla, y con ese propósito midió el gasto que corresponde a diferentes niveles de esfuerzo mental. Para ello utilizó un grupo de estudiantes universitarios. Les pidió, para empezar, que no pensasen en nada; esto es, que tratasen de quedarse en blanco. Luego les pidió que realizaran rápidamente una serie de complejas operaciones aritméticas. Y en cada situación midió la tasa metabólica de los estudiantes.

El resultado obtenido sorprendió, en cierto modo, al doctor Benedict, puesto que encontró una diferencia realmente pequeña entre los dos niveles de actividad mental. De hecho, resultó que en una hora de intensa actividad mental sólo se gasta la energía contenida en medio cacahuete.

Dos son las conclusiones que pueden obtenerse de ese estudio. Una es que el pensar muy intensamente no sería un método de adelgazamiento nada efectivo, y la otra es que el cansancio que produce el pensar no es una buena excusa para dejar de hacerlo, porque de hecho, el pensar no cansa. Por lo tanto, a la pregunta de si cuesta mucho pensar, con la que he titulado esta entrada, respondo que costar, cuesta, pero no precisamente energía; el esfuerzo que hay que hacer es de otra naturaleza.



16 Comentarios

  1. Quiere decir que el encéfalo gasta normalmente el 20% y da más o menos igual con o sin actividad mental (lo que llamamos actividad mental consciente)? y mientras dormimos?
    Gracias!

    1. Sí, da casi igual. El tejido nervioso gasta mucho porque desarrolla mucha actividad de forma permenente: bombas de Na/K, sínteisis de materiales (vesículas, neurotransmisores), y otras. Pero la asociada al pensamiento consciente no representa una fracción significativa de toda esa actividad. Por eso es irrelevante desde un punto de vista cuantitativo.

  2. Una entrada enigmática como mínimo.

    Los lectores queremos más!
    Porqué al pensar no se gasta más? A que se han asociado estos gastos en latencia?

    1. Mira la respuesta a Victoria. Sencillamente porque lo caro del encéfalo no es “pensar”, sino existir y funcionar. La información circula de forma permenente por millones de circuitos neuronales. Y el simple mantenimiento de gradientes iónicos (bomba Na/K) o la síntesis de vesículas, de neurotransmisores, o de proteínas de membrana ya supone una fuente suficientemente importante de gasto.

  3. Interesantísimo. Asombroso. ¿Quiere esto decir que el gasto energético no supuso ningún condicionamiento durante el desarrollo de la maravillosa adaptación que es el pensamiento humano? ¿Y cómo casa esto con el hecho de que el índice de encefalización sea una indicación del grado de inteligencia animal? Porque esto implica que las especies más inteligentes son las que más energía gastan alimentando su cerebro, ¿no?

    Parece como si los grandes cerebros hubiesen surgido como resultado de la necesidad de hacer frente a un medio complejo mediante unas capacidades neuronales relacionadas con una mayor cantidad de células, como podría ser el caso de la memoria y, una vez evolucionado el encéfalo, mucho más tarde y dado que la mayor parte de la capacidad ya estaba allí, se hubiera desarrollado la inteligencia humana.

    Tu artículo da mucho que pensar. Mañana mismo compro medio cacahuete.

  4. Hola, otro post interesante, aunque en este caso está muy abierto a dudas razonables. Por ejemplo, hay una contradicción en la frase “..y la otra es que el cansancio que produce el pensar no es una buena excusa para dejar de hacerlo, porque de hecho, el pensar no cansa”. Si el pensar produce cansancio (como se afirma en la frase), entonces es que cansa, y no se puede afirmar que no canse. Otra cuestión es la razón por la que cansa (¿es la energía que requiere o es otra razón?)… y ya que se sabe que cansa (sea cual sea la razón), puede que si sea excusa para dejar de hacerlo (temporalmente, claro!, lo suficiente/necesario para volver a la tarea lo antes posible).

    Lo que se propone en algunos trabajos es que el gasto energético del encéfalo es constante, y que durante la ejecución de una tarea se deriva más gasto hacia las regiones implicadas en cada tarea concreta que a las no implicadas en dicha tarea. Por tanto, eso explicaría que realizar tareas como pensar si gasta de forma significativa específicamente en la region activada por ese ejercicio de pensamiento, pero no gasta en el cómputo total del cerebro (ya que lo que una región incrementa se reduce en otras). El incremento de gasto energético local en la región implicada en una tarea como pensar se puede detectar por una resonancia magnética functional. La base de su funcionamiento es la detección de la diferencia entre hemoglóbina desoxigenada y hemoglobina oxigenada que es mayor en los sitios que se activan para tareas concretas, debido al incremento de metabolismo de la neuronas en la región implicada. Por tanto, si, si que pensar gasta y cuesta, otra cosa es a qué regiones les incrementa y a qué regiones les reduce su tasa de gasto el hecho de pensar.
    En fisiología del ejercicio hay ejemplos como la derivación del riego sanguíneo a la musculatura implicada en la ejecución del movimiento, y la reducción del riego sanguíneo a los órganos no implicados en el ejercicio (con excepciones claras de órganos que deben funcionar más durante el ejercicio aunque no sean la musculatura implicada, entre ellos el encéfalo, curiosamente). Algo similar sucede en el encéfalo.
    Siguiendo con el paralelismo del ejercicio físico, la cuestión de qué genera el cansancio por pensar quizás está igualmente relacionada con la detección y posterior mecanismo de limitación, por parte del mismo encéfalo, del gasto específico de la región implicada. Cuando se realiza un determinado ejercicio físico cuyo gasto energético en comparación con todo el organismo es ínfimo se produce un tipo de fatiga que se denomina “fatiga central”, que es el mecanismo que utiliza el sistema nervioso central para limitar la ejecución del ejercicio. Pongámonos en el caso de una tarea que implica destreza y/o fuerza en lo dedos, pues bien la musculatura de los dedos es muy pequeña en relación a otras regiones corporales, pero su uso implica la activación de areas corticales mayores que las involucradas en el movimiento de piernas o espalda. Por tanto, por encima del gasto muscular que sería ínfimo, está el gasto de las regiones encefálicas motoras implicadas en dicho ejercicio. De forma que es más difícil mantener el ejercicio continuo con los dedos que con musculatura de mayor envergadura que en teoría (y en la práctica) gastan más. Y todo se debe a la implicación de las regiones encefálicas y su gasto energético específico y relativo al total del encéfalo. Otros aspectos interesantes de la fatiga central (quizás para otro post) sería la aparición de la conocída “pájara” en los deportistas. Sobre la relación del sistema nervioso central con la fatiga durante el ejercicio ( la fatiga central) hay estudios estupendos de investigadores como Noakes, Nybo, Nielsen, etc., que describen cómo es el cerebro, en ultimo término, el limitante de la ejecución del ejercicio.
    Algo parecido al ejercicio físico ocurre con la aparición del cansancio que produce pensar. Ya que se trata de la activación de una región encefálica que requiere mucho más gasto (relativo al total) que otras regiones con otras funciones. Por tanto, con el fin de preservar la integridad de todas las funciones (haciendo el paralelismo con la teoría del gobernador central de T Noakes para la fatiga central) hay que limitar la activida de la región cuyo gasto es mayor por tiempo en relación a la tarea. Claro, todo esto si nos referimos solo a la cuestión del gasto energético como desencadenante del cansancio. Otro tema es que el cansancio producido durante la ejecución de una tarea que requiere concentración y pensamiento también está regulado/determinado por los moduladores de la actividad neuronal, que se relacionan con la motivación, recompensa, percepción del esfuezo etc., y este también es otro tema de post (es una sugerencia).
    Finalmente, si se revisa el gasto energético encefálico con técnicas más modernas que las que pudo utilizar Francis Benedict (para determinar el “medio cacahuete” como medida de gasto del pensamiento), quizás nos llevemos una sorpresa y se pueda cuantificar mejor el porcentaje que produce pensar por unidad de tiempo sobre el total del encéfalo en el mismo tiempo. Aunque, hasta dónde he podido ver, en este campo de la medida de gasto energético todo sigue siendo métodos de medidas bastante indirectos que impiden precisar, por ejemplo en el caso del encéfalo, la participación de una región concreta sobre el gasto total.
    Me ha salido un comentario largo, es que el encéfalo todavía da para mucho.
    Saludos.
    PD: sobre la afirmación que haces de que personas con actividad física muy intensa pueden gastar más, hace poco en un artículo en la sección de ciencia de El País, que se titula “cuanto más te ejercitas menos energía consumes”. Que explica justo lo contrario de lo que propones. Aunque en este caso, los trabajos de investigación a los que se refiere tienen un cierto sesgo, por no hablar de cómo lo cuenta el periodista… de nuevo otro tema para post :-).

    1. Hola Juan
      Contigo estamos perdiendo un excelente bloger de neurociencia, porque cada comentario tuyo da para más de un post. Piénsalo. Y lo digo en serio.
      No tengo nada que objetar a la sustancia de lo que dices. Pero opino que en posts divulgativos como este debe ser posible tomarse ciertas licencias. Por un lado, ha de ser posible recurrir al uso de paradojas como lo de que cansa sin cansar, porque creo que la idea queda bastante clara (¿o quizás no?). Por otro lado, y yendo al meollo de la cuestión, de lo que se trata es de determinar si por el hecho de pensar arduamente en algo, esa actividad supone un aumento significativo en el gasto metabólico encefálico. Opino que no. A eso se refiere el comentario relativo a lo de adelgazar: es una broma, por supuesto. Que haya áreas en las que se produce más gasto no significa gran cosa en términos de gasto total si otras lo reducen en una medida suficiente. Además, si bien es cierto que la actividad metabólica aumenta en las áreas que se activan (esos estudios a los que te refieres), también lo es que el gasto encefálico total es tan alto, que ya de suyo es sería difícil que aumentase mucho más. La situación no es comparable con la de la musculatura, porque un músculo en reposo registra una circulación mínima (hay muchísimos menos capilares abiertos), y sin embargo, un músculo contrayéndose a tope gasta mucho. El gasto muscular se multiplica varias veces. Podría ocurrir que el gasto de ciertas áreas encefálicas se multiplicase varias veces al activarse, pero lo dudo.
      Por último: para que la expresión “cuanto más te ejercitas menos consumes” sea válida, habría que matizar mucho. Una cosa es que el entrenamiento permita que se reduzca el gasto asociado al ejercicio, y otra que gaste lo mismo un individuo sedentario que un obrero de la construcción. 😉
      Gracias por tan interesante comentario.

  5. Hola. Gracias a ti por tus interesantes post de fisiología (aprendo mucho y me lo paso bien con ellos), y por el comentario sobre mis aportaciones. En este sentido, si entiendo que en la divulgación hay licencias y que es necesario utilizarlas. Pero creo que precisamente la discusión posterior en comentarios ayuda a “desmenuzar” el contenido y si es posible a aportar detalles interesantes, o matices que permitan una mejor explicación de lo que en la entrada original, por las razones que tú expones, no se pueden ampliar. Es lo que pretendo cuando participo en cualquiera de los blosgs, siempre manteniendo el respeto, pero con actitud de crítica científica porque creo que es la función de los comentarios. Así se aumenta el contenido de la entrada original y se enriquece la discusión científica y el rol divulgador del blog.

    Respecto a al ejemplo de la derivación de riego sanguíneo hacia la musculatura implicada en el ejercicio en detrimento de otros órganos, me refería a eso, a cómo se reorganiza el flujo en función del gasto que una región requiere mientras que otras ven reducido el flujo sanguíneo, ya que el volumen sanguíneo es fijo. No me refería al gato energético del ejercicio por si mismo. Con ello el ejemplo de la distribución del volumen sanguíneo en el cuerpo según la actividad pretendía ser paralelo a que el consumo energético en el encéfalo, que es constante pero que se prioriza un mayor gasto relativo por regiones según requerimientos.

    Finalmente, completamene de acuerdo contigo sobre el comentario de “cuanto más te ejercitas menos consumes”. En ese sentido te dejo el enlace original al texto periodístico donde se hace referencia a la investigación concreta. Tengo mis críticas tanto para el texto periodístico como para los datos científicos que se citan… pero eso es una batalla perdida. Si la divulgación se permite licencias necesarias, creo que lo del periodismo científico últimamente necesita una revisión en contenidos y formas. No todo vale con el fin de mantener una sección de ciencia, hacerlo mal puede ser tan dañino como no hacerlo. http://elpais.com/elpais/2016/01/27/ciencia/1453915252_913659.html

    De nuevo gracias por tus aportaciones sobre fisiología y tu actitud abierta de discusión posterior.
    Saludos.

    PD: respecto a que debería tener un blog de neurociencias,:-) creo que no todos tienen que divulgar de la misma forma. Participar en la discusión, que lo hago de forma casi permanente en neurociencias, fisiología del ejercicio y fisiología general, es también una manera de incluir contenidos asimilables en un foro de gran difusión. En los blogs que son de otras disciplinas entro sobre todo a aprender, y mi aportación se reduce a la pregunta que necesito resolver generalmente, aunque a veces cabe la crítica como una herramienta más de la ciencia y divulgación
    PD2: No tengo blog, pero, no se pierde nada por ello (estáis vosotros!), ya que mi implicación directa en divulgación la he enfocado hacia charlas a institutos de secundaria, celebración de jornadas de divulgación científica para público general etc. Ahí me siento más cómodo y conozco mejor las “licencias” de la divulgación.

  6. Gran entrada, estupenda discusión.
    Quizá por evitar equivocos se podría haber usado el termino “fatiga” que creo es más fisiológico que el término cansancio que es más coloquial aunque más adecuado en divulgación.
    Este Post ayuda a dar argumentos en contra del falso mito del funcionamiento cerebral, ya que como se explica si estás sentado tus areas de movimiento cerebrales no serán metabolicamente activa, pero si en ese momento estás leyendo si lo serán las areas visuales comprensión y memoria. Sin embargo si estás sentado pensando en moverte si se activan, curioso.
    Pensar cansa o fatiga ya que implica un consumo de neurotransmisores muy alto así como la puesta en marcha de las bombas de membrana a tutiplen para la transmisión de los potenciales. Y eso Que el cerebro es un órgano “muy económico” porque precisamente e´”la Grasa” hace que la transmisión sea saltatoria, más rápida y con menos consumo energético.
    UNa vez más gracias por el esfuerzo de divulgar!

  7. Hola, sesudos comentaristas: He leído por ahí arriba la errata del gato energético, que me ha traído a la memoria la experiencia repetida con el uso de aminas simpaticomimeticas en los gatos. El gasto energético se incrementa, según cabe deducir de su mengua de peso, así como el recurso a su propia grasa corporal, traducida en posterior bilirrubinuria. Con las dosis standard no llega a haber aumentos apreciables del tono muscular así que uno tiende a pensar en incremento del gasto cerebral por el “colocón”. -Ya me lo rebatiréis. Saludos cordiales.

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Por Juan Ignacio Pérez
Publicado el ⌚ 9 febrero, 2016
Categoría(s): ✓ General