5歲兒童的大腦是個能量“怪獸”

　　美國西北大學人類學家進行的一項最新研究發現，五歲兒童的大腦是個能量怪獸，它所耗費的葡萄糖（大腦的能量來源）是成年人的2倍。

5歲兒童的大腦是個能量“怪獸”

　　這項研究幫助解答了一個長久存在的謎題：人類兒童為什么比動物近親發育的更慢？研究顯示流入大腦的能量主導了人類早期身體的新陳代謝，它或可能是人類生長速率為什么更類似典型的爬行動物，而非兒童期的哺乳動物背后的原因。

　　這項研究結果被發表在8月25日的期刊《美國國家科學院院刊》上。“我們的發現表明在蹣跚學步和兒童期，人體無法承受快速生長是因為人類大腦發育需要耗費大量的資源，”研究首席作者、美國西北大學溫伯格藝術與科學學院的人類學家克里斯托弗·久澤(Christopher Kuzawa)這樣說道。“作為人類我們有很多需要學，而學習要求非常復雜且耗費能量的大腦。”

　　這項研究首次結合了正電子放射斷層成像技術(Positron emission tomography，簡稱PET)和核磁共振成像大腦掃描數據——這兩種技術分別測量了大腦葡萄糖的攝入和大腦容量——結果顯示大腦吸收最多資源的年齡正好是身體生長最緩慢的年齡。在4歲時，“大腦流失”處于巔峰期而身體的生長則處于最低值，大腦耗費資源的速率相當于整個身體在休息時耗費能量的66%。

　　這項研究支持了有關人類學里長久存在的一個假設，也即兒童生長非常緩慢且依賴性非常強，這是因為在兒童期人體需要轉移大部分資源至大腦，從而只剩下少量資源供身體的發育。這也可以解釋某些從父母身上觀察到的現象。

　　“過了一定年齡后，根據體型猜測幼兒或者兒童年齡變得異常困難。” 久澤說道。“你只能通過聽他說話和觀察他的行為來猜測。我們的研究表明這并非巧合。當大腦以閃電速率發展時，身體的發展幾乎陷入停滯，這是因為大腦吸收了大多數資源。”

　　之前研究認為在出生時大腦對身體造成的資源負擔達到最大值——那時大腦大小與身體大小的比率達到最大值。但現在研究人員發現兒童在5歲時大腦使用葡萄糖的量達到最大值。

　　“在兒童期大腦耗費資源達到最大值與大腦里的突觸在這個年齡時達到極限有關，因為我們需要學習大量知識。在這個頂峰期，大腦會燃燒整個身體在休息時消耗的全部卡路里的2/3，這比其它靈長類動物要多得多，”研究合作作者威廉·倫納德（William Leonard）這樣說道。“為了彌補我們大腦沉重的能量負擔，兒童成長的比較緩慢，且在這個年齡段身體表現得不那么活躍。我們的研究強烈表明人類在這個階段成長緩慢是為了為昂貴、負擔較重的大腦提供能量。”