สมองทำงานอย่างไรเพื่อประหยัดพลังงาน

คุณใช้สมองกี่เปอร์เซนต์? - Richard E. Cytowic

จากช่อง : จงใฝ่รู้อยู่เสมอ — TED-Ed


ดูคำบรรยาย / View Transcript
00:00:0600:00:08ความเชื่อผิด ๆ ที่มีมายาวนาน บอกว่า
00:00:0800:00:09เราใช้สมองแค่ 10%
00:00:0900:00:13อีก 90% อยู่เฉย ๆ แค่มีไว้สำรอง
00:00:1300:00:16นักโฆษณาโม้ว่าช่วยปลดปล่อยศักยภาพที่ซ่อนอยู่ได้
00:00:1600:00:19ด้วยวิธี "ทางประสาทวิทยาศาสตร์"
00:00:1900:00:22แต่สิ่งที่ถูกปลดปล่อยออกมาจริง ๆ ก็แค่เงินในกระเป๋าคุณ
00:00:2200:00:23คนทั่วไป สองในสามคน
00:00:2300:00:25และครูวิทยาศาสตร์เกือบครึ่ง
00:00:2500:00:27หลงเชื่อเรื่องโกหก 10% นี้
00:00:2700:00:30ในทศวรรษ 1890 วิลเลียมส์ เจมส์ (William James)
00:00:3000:00:32บิดาแห่งจิตวิทยาอเมริกัน
00:00:3200:00:33กล่าวไว้ว่า "พวกเราส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้
00:00:3300:00:35ศักยภาพทางจิตอย่างเต็มที่"
00:00:3500:00:37เจมส์ตั้งใจพูดเพื่อกระตุ้นท้าทาย
00:00:3700:00:39ไม่ใช่กล่าวหาว่า สมองถูกใช้น้อย
00:00:3900:00:41แต่คนเข้าใจผิดตามนั้นเสียแล้ว
00:00:4100:00:43และนักวิทยาศาสตร์ก็ใช้เวลาอีกนาน
00:00:4300:00:45กว่าจะเข้าใจหน้าที่
00:00:4500:00:47ของสมองกลีบหน้าที่มีขนาดยักษ์
00:00:4700:00:50หรือบริเวณกว้างของสมองกลีบข้าง
00:00:5000:00:53ความเสียหายไม่ทำให้การสั่งการ หรือการรับความรู้สึกบกพร่อง
00:00:5300:00:56ผู้เชี่ยวชาญจึงสรุปว่า สมองเหล่านี้ไม่มีหน้าที่อะไร
00:00:5600:00:58เป็นสิบ ๆ ปี ที่สมองส่วนนี้
00:00:5800:01:00ถูกเรียกว่า บริเวณเงียบ
00:01:0000:01:01หน้าที่ของมันนั้นยากจะอธิบาย
00:01:0100:01:03ภายหลังเราจึงทราบว่ามันเกี่ยวกับ
00:01:0300:01:04ความสามารถในการตัดสินใจ และผนวกข้อมูล
00:01:0400:01:07ถ้าหากปราศจาคมันแล้ว เราจะไม่เป็นมนุษย์
00:01:0700:01:09สมองส่วนนี้สำคัญต่อการใช้เหตุผลเชิงนามธรรม
00:01:0900:01:09การวางแผน
00:01:0900:01:10การชั่งน้ำหนักตัดสินใจ
00:01:1000:01:13และการปรับตัวเข้ากับสถานการณ์
00:01:1300:01:15ความคิดที่ว่าสมอง 9 ใน 10 ส่วน
00:01:1500:01:17อยู่เฉย ๆ ในกระโหลก
00:01:1700:01:20ฟังดูงี่เง่า เมื่อเราคำนวณดู ว่าสมองใช้พลังงานมากแค่ไหน
00:01:2000:01:23สมองของสัตว์ฟันแทะและสุนัข
00:01:2300:01:25ใช้ 5% จากพลังงานร่างกายทั้งหมด
00:01:2500:01:27สมองลิงใช้ 10%
00:01:2700:01:29สมองของมนุษย์ผู้ใหญ่
00:01:2900:01:31ซึ่งคิดเป็นแค่ 2% ของมวลร่างกาย
00:01:3100:01:35ใช้ 20% ของกลูโคสที่เผาผลาญในแต่ละวัน
00:01:3500:01:38สำหรับเด็ก ตัวเลขนี้สูงถึง 50%
00:01:3800:01:40และ 60% สำหรับทารก
00:01:4000:01:42มากกว่าที่คาดไว้มาก
00:01:4200:01:44เมื่อเทียบตามขนาดสมอง
00:01:4400:01:46ซึ่งมีสัดส่วนตามขนาดร่างกาย
00:01:4600:01:48สมองมนุษย์หนัก 1.5 กิโลกรัม
00:01:4800:01:50สมองช้าง 5 กิโลกรัม
00:01:5000:01:52และสมองวาฬ 9 กิโลกรัม
00:01:5200:01:54แต่ถ้าเทียบต่อน้ำหน้ก
00:01:5400:01:56สมองมนุษย์มีเซลล์ประสาท
00:01:5600:01:58อัดแน่นกว่าสายพันธุ์อื่น
00:01:5800:02:01เซลล์ประสาทที่อัดกันแน่นนี่แหละ ที่ทำให้เราฉลาด
00:02:0100:02:03ต้องมีสมดุลระหว่างขนาดร่างกาย
00:02:0300:02:05กับจำนวนเซลล์ประสาท ที่พวกไพรเมท
00:02:0500:02:07ซึ่งรวมพวกเราด้วย จะสามารถดูแลไหว
00:02:0700:02:10ลิงไร้หาง 25 กิโลกรัม ต้องกิน 8 ชั่วโมงต่อวัน
00:02:1000:02:14เพื่อบำรุงเลี้ยงสมอง ที่มีเซลล์ประสาท 53,000 ล้านเซลล์
00:02:1400:02:16การคิดค้นวิธีปรุงอาหารให้สุก
00:02:1600:02:17เมื่อหนึ่งล้านห้าแสนปีก่อน
00:02:1700:02:19ทำให้เรามีข้อได้เปรียบมหาศาล
00:02:1900:02:22อาหารปรุงสุกจะอ่อนนุ่ม และถูกย่อยมาบ้างแล้ว
00:02:2200:02:23นอกร่างกาย
00:02:2300:02:26ลำไส้ของเราจึงดูดซึมพลังงานได้ง่ายขึ้น
00:02:2600:02:27อาหารปรุงสุกทำให้เรามีเวลา
00:02:2700:02:29และให้พลังงานมากกว่า
00:02:2900:02:31การกินอาหารดิบ ๆ
00:02:3100:02:33เราจึงสามารถบำรุงเลี้ยงสมองที่
00:02:3300:02:35อัดแน่นด้วยเซลล์ประสาท 86,000 เซลล์
00:02:3500:02:38ซึ่งมากกว่าสมองลิงไร้หางอยู่ 40%
00:02:3800:02:39สมองทำงานดังนี้
00:02:3900:02:41ครึ่งหนึ่งของแคลอรีที่สมองเผาผลาญ
00:02:4100:02:43เอาไปรักษาสภาพโครงสร้าง
00:02:4300:02:46โดยการสูบไอออนโซเดียม และโพแทสเซียม
00:02:4600:02:50ผ่านเยื่อเพื่อรักษาประจุไฟฟ้า
00:02:5000:02:53เพื่อการนี้ สมองต้องสวาปามพลังงาน
00:02:5300:03:00มันเขมือบ ATP 3.4 x 10^21 โมเลกุลต่อนาที
00:03:0000:03:03ATP เป็นเหมือนถ่านหิน ให้กับเตาไฟของร่างกาย
00:03:0300:03:05ต้องใช้ต้นทุนสูง สำหรับรักษาศักยะพัก
00:03:0500:03:08ในเซลล์ประสาททั้ง 86,000 ล้านเซลล์
00:03:0800:03:09ทำให้เหลือพลังงานนิดเดียว
00:03:0900:03:13สำหรับส่งสัญญาณไปตามแอกซอน (axon) และข้ามไซแนปส์ (synapse)
00:03:1300:03:16การคายประจุนี้แหละ เป็นการทำงานที่แท้จริง
00:03:1600:03:19ต่อให้มีเซลล์ประสาทแค่ไม่กี่เปอร์เซนต์
00:03:1900:03:22ส่งสัญญาณ ในบริเวณหนึ่ง ณ เวลาหนึ่ง
00:03:2200:03:24พลังงานที่ต้องใช้สร้างกระแสประสาท
00:03:2400:03:26ทั่วทั้งสมอง
00:03:2600:03:27ก็มากเกินกว่าจะคงสัญญาณไว้ได้
00:03:2700:03:30ประสิทธิภาพการใช้พลังงานจึงเข้ามามีบทบาท
00:03:3000:03:32โดยให้เซลล์จำนวนน้อย
00:03:3200:03:34ส่งสัญญาณ ณ เวลาหนึ่ง ๆ
00:03:3400:03:36ซึ่งรู้จักกันว่า sparse coding
00:03:3600:03:38ใช้พลังงานให้น้อยที่สุด
00:03:3800:03:40แต่ส่งข้อมูลให้มากที่สุด
00:03:4000:03:42เนื่องจาก สัญญาณจำนวนไม่มาก
00:03:4200:03:44ก็มีเส้นทางที่เป็นไปได้นับพัน
00:03:4400:03:46ที่สัญญาณจะกระจายตัวไปได้
00:03:4600:03:48จุดอ่อนของ sparse coding
00:03:4800:03:50เมื่อมีเซลล์ประสาทจำนวนมหาศาล
00:03:5000:03:51คือต้นทุนที่ต้องใช้
00:03:5100:03:54แย่ไปกว่านั้น ถ้าเซลล์จำนวนมากไม่ส่งสัญญาณเลย
00:03:5400:03:55มันจะกลายเป็นของฟุ่มเฟือย
00:03:5500:03:58และวิวัฒนาการก็ควรจะโยนมันทิ้งนานแล้ว
00:03:5800:04:00ทางออกคือ การหา
00:04:0000:04:02สัดส่วนเซลล์ที่พอเหมาะ
00:04:0200:04:04ที่สมองสั่งให้ทำงาน ขณะหนึ่ง ๆ
00:04:0400:04:06เพื่อประสิทธิภาพสุงสุด
00:04:0600:04:08ควรมีเซลล์ 1% ถึง 16%
00:04:0800:04:11ทำงานในชั่วขณะหนึ่ง ๆ
00:04:1100:04:12นี่คือขีดจำกัดด้านพลังงาน
00:04:1200:04:13ซึ่งเราต้องยอมรับสภาพ
00:04:1300:04:15เพื่อให้เรารู้สึกตัวอยู่ได้
00:04:1500:04:16ความจำเป็นต้องรักษาพลังงาน
00:04:1600:04:19เป็นเหตุผลให้การทำงานส่วนใหญ่ของสมอง
00:04:1900:04:21ต้องอยู่ใต้จิตสำนึก
00:04:2100:04:24เป็นเหตุผลว่า ทำไมเราจึงทำหลาย ๆ อย่างพร้อมกันไม่ได้
00:04:2400:04:26เราไม่มีพลังงานพอ จะทำสองอย่างพร้อมกัน
00:04:2600:04:28ไม่ต้องพูดถึงสาม หรือห้าอย่าง
00:04:2800:04:30ถ้าเราขืนทำ เราจะทำแต่ละอย่างแย่ลง
00:04:3000:04:33กว่าที่เราใส่ใจเต็มที่
00:04:3300:04:34ยิ่งทำหลายอย่าง ผลยิ่งแย่
00:04:3400:04:37สมองเรานั้นทั้งฉลาด และทรงพลัง
00:04:3700:04:39ทรงพลังมากจนมันต้องการพลังงานมหาศาล
00:04:3900:04:41เพื่อคงความทรงพลังไว้
00:04:4100:04:42และฉลาดมาก
00:04:4200:04:45จนมีแผนประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมันเอง
00:04:4500:04:47ดังนั้น อย่าปล่อยให้คำหลอกลวง
00:04:4700:04:48ทำให้คุณรู้สึกผิดว่า
00:04:4800:04:49สมองคุณขี้เกียจ
00:04:4900:04:51รู้สึกผิดไปก็เปลืองพลังงานเปล่า
00:04:5100:04:52จากทั้งหมดนี้
00:04:5200:04:54คุณไม่ตระหนักหรือว่ามันเป็นเรื่องงี่เง่า
00:04:5400:04:55ที่จะไปใช้พลังงานสมองอย่างสูญเปล่า
00:04:5500:04:56คุณมีเซลล์ประสาท
00:04:5600:04:58ที่กระหายพลังงาน เป็นพัน ๆ ล้านเซลล์ต้องดูแล
00:04:5800:04:59ดังนั้น จงรีบทำซะ!