“996”一直是讓大多數上班族聞之色變、談之無奈的數字。“終日奔波苦，一刻不得閒”。對於“996”人而言，為了平衡工作與工作以外的時間，就只能不斷壓縮自己的休息時間，沒辦法，都是為了活著。然而同樣是為了活著，我們的大腦卻連片刻的休息時間也沒有。
在過去的三百萬年中，人腦的體積增加了大約三倍，從人類譜系中南方古猿的450克大腦擴充套件到約1400克左右的現代人類大腦；但身體尺寸卻沒有發生太大變化。
這意味著，大腦成為人體代謝最快的器官，但也是一個代謝脆弱的器官，因為能量的可用性會迅速影響認知功能、神經末梢。一般來說，人腦在能量供應方面有一個非常小的安全閾值，比如：當血糖水平下降約2成時，嚴重的神經系統後果就會隨之而來；再比如：當人腦缺氧四到五分鐘時，就可以發生腦死亡。
因此，人腦通常消耗的能量是身體其他部分的10倍，在休息時也會消耗平均20%的能量。即使是那些被稱為“腦死亡”的昏迷患者，大腦消耗的能量的狀態也依然保持著。
這也是人類神經科學中最大的謎團之一，即為什麼一個基本上不活動的器官卻仍然需要這麼多的能量？
近日，發表在《Science Advances》上的一項研究中，來自美國國立衛生研究院（NIH）的研究人員將答案鎖定在隱藏在我們神經元中的一個能量“消耗池”上。
眾所周知，當一個神經元與另一個神經元交流時，資訊是透過突觸之間的間隙傳遞的。
首先，突觸前神經元將一束囊泡傳送到其尾部最靠近突觸的地方。接下來，這些囊泡從神經元中吸收神經遞質，這個作用有點兒像“信封”，裡面裝著需要郵寄的信。
然後，這些 "信件 "被運送到神經元的邊緣，它們在那裡會與細胞膜融合，將神經遞質釋放到突觸間隙中。一旦到達“目的地”，神經遞質會與突觸後神經元上的受體相連，從而繼續它們的工作——傳遞資訊。
這個基本過程的步驟已被證實需要大量的大腦能量，特別是當涉及到囊泡融合時。由於最靠近突觸的神經末梢不能儲存足夠的能量分子，這意味著它們必須自己合成能量分子，以便在大腦中傳遞電資訊。
因此，一個活躍的大腦消耗大量的能量是有道理的。但是，當神經發射進入靜息狀態，即囊泡未與細胞膜融合時，這個系統會發生什麼？大腦還會繼續耗費能量嗎？
為了弄清楚這個問題，研究人員設計了幾個神經末梢實驗，以比較突觸活躍和不活躍時的代謝狀態。
他們發現，即使在神經末梢不放電時，突觸囊泡池也有很高的代謝能量需求。負責將囊泡質子推出池外並吸入神經遞質的囊泡質子泵似乎永遠不會停歇，因此，它需要源源不斷的能量才能工作。
研究人員還發現，這個隱藏的泵負責了靜息突觸一半的代謝消耗。
令人意外的是，由於這個泵是漏的。因此，即使突觸囊泡池中已經充滿了神經遞質，而且神經元處於靜息狀態，突觸囊泡池也會不斷地透過泵排出質子。
考慮到人類大腦中有大量的突觸，每個神經末梢上都有數百個突觸囊泡，快速返回“準備”狀態的突觸所隱藏的代謝成本是以能量消耗為代價的，這很可能大大增加了大腦的代謝需求和代謝的脆弱性。
研究人員表示，需要進一步的研究來收集不同型別的神經元如何受到如此高代謝負擔的影響，因為它們可能以不同的方式作出反應。
威爾康奈爾醫學院的生物化學家Timothy Ryan評論道：“這些發現可以幫助我們更好地理解為什麼人腦對能量供應的中斷如此脆弱。如果我們有辦法安全地降低這種能量消耗，從而減緩大腦代謝，這在臨床上將是非常重要的影響。"
論文連結：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi9027
