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L'energia umana: Il cervello

Scritto da Raffaele Berardi il 29 aprile 2016

Rubrica: Energia
Titolo o argomento: La prima fonte di energia per l’evoluzione dell’uomo

Il cervello non ha dati di targa come un comune dispositivo che utilizza energia ed opera tramite l’elettricità (ebbene sì il cervello ha delle analogie con gli elettrodomestici ma… qui cominciano e qui finiscono), pertanto, per conoscerlo sempre meglio, è più che fondamentale il lavoro di ricerca di Neurologi, Neuroscienziati, Neuroimmunologi, Neurobiologi, Biologi Molecolari e specialisti “connessi”. Questo lavoro di studio e scoperta, condotto nei principali centri di ricerca e nelle Università di tutto il mondo, si traduce nella verifica e nella correzione di teorie passate (alcune delle quali sono state di ottimo spunto per gli studi moderni, altre delle quali si sono rivelate invece errate) e nella generazione di nuove teorie più rapidamente verificabili grazie alle tecnologie oggi disponibili ed un tempo neanche lontanamente immaginabili (si veda ad esempio la Risonanza Magnetica Funzionale la quale non solo viene impiegata dalle classi di scienziati citate poco sopra, ma da diversi anni ha iniziato a prendere il largo persino negli studi di Neuroeconomia, Neuromarketing e Finanza Comportamentale di cui parleremo in articoli dedicati).

Diventa così affascinante sapere che:

Il cervello assorbe circa 20 Watt, ovvero il 20% della potenza assorbita dall’organismo durante la sua normale attività quotidiana contemporanea pari, mediamente, a 100 Watt (per avere un quadro più generale considera che pedalando in bicicletta ad un ritmo allegro andante, l’organismo assorbe circa 250 Watt* e, durante un’attività più intensa, può superare tranquillamente i 400-500 Watt con picchi, sostenibili dagli atleti agonisti per pochi istanti, fino a 2400Watt).

*Digressione fuori tema: la pedalata assistita è stata proporzionata a questo valore.

Il cervello ha una massa di circa 1,5 kg, ovvero di circa il 2% di un organismo di statura media e pesoforma approssimativo di 75 kg.

Il cervello dei bambini arriva a consumare fino al 65% dell’energia quotidiana disponibile per l’organismo, oltre 3 volte di più di un adulto.

Il cervello di una sola persone dispone di oltre 4,5 milioni di km di connessioni, l’equivalente di 12 volte la distanza che separa la terra dalla luna.

Il 70% del cervello è costituito da acqua.

Il cervello è formato da qualcosa come 80-100 miliardi di cellule in grado di effettuare “trilioni” di connessioni sinaptiche in pochi nanosecondi. Un trilione equivale ad un milione di bilioni ovvero un milione di milioni di milioni, ossia 1 per 10^18, cioè 1 seguito da 18 zeri… Il nanosecondo invece è il miliardesimo di secondo, ovvero 1 per 10^-9.

Le cellule del cervello usano l’elettricità per comunicare.

Il metodo di elaborazione del cervello è basato su un sofisticato sistema analogico, esso quindi non elabora segnali discreti o approssimati ma continui e quindi più completi. Oggi viviamo nell’era del digitale ma molti non sanno che l’analogico è tutt’altro che qualcosa di obsoleto.

Il cervello opera ad un voltaggio molto basso (nell’ordine dei milliVolt).

Il cervello utilizza meno del 10% delle cellule alla volta, se così non fosse i consumi energetici salirebbero al punto da provocare rapidamente uno svenimento.

Il cervello è suddiviso in HUB connessi da reti. Ogni neurone del cervello può effettuare dalle 1000 alle 10000 sinapsi.

Il cervello è dotato di un sistema di manutenzione interna per la riparazione dei danni e la ricostruzione di reti; è dotato inoltre di un sistema immunitario al contrario di quanto si credeva non molto tempo fa.

Il cervello lavora sia in serie che in parallelo; grazie a sofisticate neurotecnologie è stato possibile collegare in parallelo i cervelli di 3 scimmie ottenendo la capacità di risolvere problemi in maniera decisamente più rapida grazie all’aumento della potenza di calcolo, condivisione di esperienze e di capacità sviluppate.

Continua…

Si ringrazia per i preziosi spunti il Dott. Gianvito Martino,
Neurologo e Direttore della divisione di Neuroscienze dell’Istituto Scientifico Universitario San Raffaele di Milano,
Honorary Professor alla Queen Mary University of London,
presidente della International Society of Neuroimmunology,
fondatore e coordinatore scientifico della European School of Neuroimmunology.

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