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撰文 / 刘恺（同济大学人命科学与手艺学院）

东说念主类的大脑是世界上最复杂且最为施展的器官，时于本日征询东说念主员齐未能解开大脑的沿途盛大。大脑究竟是怎样花费能量的？被花费的能量最终齐去了那处呢？

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大脑与熵

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为什么热量老是从较热的物体传递到较冷的物体？为什么凋落的树叶不会重回枝端，枯萎的花朵不会再行绽放？

当然界中宏不雅事物的发展经过齐有一个优先的标的，治服的规章即是热力学第二定律，也称“熵（shāng）加多旨趣”，它指的是在一个独处系统里，如果莫得外力作念功，其无序的进程（即熵）会不休增大。

二、请全体人员携带预约登记码本人有效身份证件，按照镇（街）、村（居）统一安排时间段，前往指定采样点进行核酸检测。对于行动不便人员，村（居）将组织上门采样，确保全员覆盖、不漏一人。

东说念主的人命也如斯，从物理层面的理会到精神层面的念念考，齐会花费能量并产生熵，构陷原有的均衡。咱们的大脑亦然如斯，当咱们念念考时，大脑会花费能量，产生熵。

热力学第二定律，有几种常用的表述口头。德国物理学家克劳修斯将其表述为：热量不成自觉地从温度低的物体传递到温度高的物体。英国物理学家威廉·汤姆逊（开尔文勋爵）和德国物理学家马克斯·普朗克将其表述为：不可能从单一热源吸取热量，使之十足形得手，而不产生其他影响。熵加多旨趣表述为：独处系统的熵永不自动减少，熵在可逆经过中不变，在不可逆经过中加多。

常识连结：用生计中的例子帮你判辨“熵”

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整洁的桌面，如果咱们不随时整理、清洁，使用一段时期后，会变得杯盘缭乱。桌面的芜乱进程，就是熵。若咱们一直不整理（即莫得外力作念功），桌面就会越来越乱（即熵会不休增大）。

再比如，咱们买来的新电脑，开动速率时时会很快，然而如果咱们永恒不算帐垃圾文献，它就会变得越来越卡顿，也就是熵在不休增大。

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念念考越高等 熵越多

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东说念主类的大脑每天需要接受、顾忌多样信息，学习、判辨多样常识，分类、科罚种种事务。这意味着大脑的熵在不休加多，若不足时优化、排序，大脑就会越来越无序。

征询东说念主员期骗功能性核磁共振成像（fMRI）手艺，不雅测到大脑不同贯通功能的区域（如右图所示）花费的氧气量，从而估计出大脑不同时期、不同位置的能量花费情况，并通过模子，估计出其产生的熵。

征询发现，当大脑处于休息景况时，各个脑区处于不同景况且不休转变，但各个景况之间的转变是立时、可逆的。咱们认为这是一种“概括均衡（detailed balance）”景况。

而当大脑处于念念考景况时，各个脑区在不同景况间的转变存在标的性，这被称为“概括均衡破缺（broken detailed balance）”。也就是说，在念念考的经过中，神经活动的“概括均衡”被构陷了，这时暗示芜乱进程的熵也加多了。

征询东说念主员发现，在情愫科罚、责任、酬酢、话语、感性念念考、风险有预备、理会执行等7种不同类型的大脑贯通活动中，理会执行和风险有预备等活动中的熵产生最彰着，而话语、情愫科罚等活动中的熵产生较少。也就是说，进行越高等、越复杂的贯通活动，大脑产生的熵越多。

常识拓展：“贪馋”的大脑

在东说念主体中，大脑的分量仅占体重的2%，然而花费的能量却达到了全体花费的20%～30%，大脑“贪馋”葡萄糖的习尚使其成为全身耗能最大的器官。

第四代先进核能系统钍基熔盐实验堆项目再取得重大进展。据生态环境部，位于甘肃省武威市的2MWt液态燃料钍基熔盐实验堆近日已获得由国家核安全局颁发的运行许可证。

你随契机以为，大脑每天要念念考那么多事情、学习那么多常识、作念出那么多决定，确定会有许多花费。而你省略莫得预料，这20%其实是大脑静息景况的耗能——即使什么齐不想，神经元（如上图所示，它是神经系统最基本的结构和功能单元）在休息时也会花费如斯多的能量，又被称作大脑的“暗能量”。如若再进行一番“三念念此后行”，那花费的能量还要再多5%～10%。

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童年时期的大脑以致愈加“贪馋”，对氧的需求量较成年东说念主更大。征询表示，五六岁儿童的大脑花费的能量不错占到全身的50～60%。

此外，即便大脑处于稀奇不活跃的景况（举例晕厥），其葡萄糖花费量也只下跌到了平方水平的一半，与其他器官比拟一经高耗能的。

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挖掘大脑的潜能

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蚁集这一科学征询与我方用脑学习时的情况想一想、不雅察一下，前文中说的与我方的情况是不是相通？期骗这项征询不错让咱们在翌日学得更好或变得更明智吗？咱们又要如何抗争大脑熵的加多呢？

征询标明，当学习的速率慢下来时，神经元中熵的加多会减缓，从而使咱们的学习后果不降反升。

关于每个东说念主来说，大脑是咱们身体的总领导部，抗争大脑熵加多的表率就是科学用脑，不休挖掘大脑的潜能。举例，在学习方面，不错不休地近似、缓缓试验、反复练习，要知说念“欲速则不达”，“慢工出细活”反而学习后果更高。或者去看一场电影、读一册书、与一又友进行一次泛论，从中探索到清新的信息、常识或聪惠，为大脑“减熵”。

东说念主类对本人大脑的贯通与探索盛大而迷东说念主的天下相通，充满未知却又其乐无尽。想要真实 解锁东说念主类大脑蕴涵的玄机还有很长的路要走，但降服总有一天，东说念主们能解开大脑的终极玄妙！

本文来自《常识就是力量》杂志，原标题《大脑中的热力学》，撰文/ 刘恺，有更正，原创作品转载请注明开始。

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