Bilgi ve bulgularla donatılmış bir beyin, sınırsız potansiyellere sahip olabilir. Fakat insan beynini diğer canlılardan farklı kılan şey tam olarak nedir? İnsan beyni, ağırlığına oranla diğer canlılara nazaran oldukça yüksek bir enerji tüketimine sahiptir. Peki, bu enerjinin büyük bir kısmı nereye harcanıyor? Bir grup sinirbilimci, insan beyninin yüksek enerji talebinin, beyinde gerçekleşen sinyallemeye bağlı olduğunu öne sürdü.
Bu hipotezi test etmek için, sinirbilimciler sağ elini kullanan 20 ile 50 yaş arasındaki 30 sağlıklı gönüllünün beyinlerini görüntüledi. Yapılan görüntüleme çalışmaları sonucunda, beyin bölgelerinin enerji kullanımı ile sinyallemenin düzeyi arasında paralellik olduğu tespit edildi. Ancak bazı bölgeler öne çıktı Beynin ön bölgesindeki sinyal yolları, duyu ve motor bölgelere nazaran neredeyse %70 daha fazla enerji tüketiyor.
İnsan beyninin evrimleşmesi sırasında en fazla genişleyen bölgelerden biri olan frontal korteks, uzun vadeli planlama, dürtü kontrolü, duygusal düzenleme gibi zor kararların alınmasını sağlar. Bu özellikleri enerjisel olarak oldukça maliyetlidir.
Sinyallemenin yanı sıra, sinyallemeyi düzenleme ve uygun zamanlarda gerçekleşmesini sağlama süreci de enerji tüketir. Araştırmacılar, frontal kortekste nöromodülatörlerin ve reseptörlerinin aktivitesini inceledi. Bu inceleme sonucunda, insan beyninin ön bölgesinde serotonin, dopamin, noradrenalin gibi nöromodülatörlerin etkinliği daha yüksek bulundu. Ayrıca endojen opiatlar da bu süreçte etkin rol oynar. Bu durum, genel uyarılabilirliğin tonunu belirlemekle ilgilidir ve bireysel bilgilerin değil, genel bilgi transferinin enerji maliyetini artırır.
Enerji talebinin sinyallemeye ve yavaş etkili nöromodülasyona bağlı olduğunu gösteren çalışma, karmaşık fonksiyonların, hafıza süreçlerinin, okuma ve bilişsel inhibisyon gibi görevlerin, yüksek enerji ve sinyallemenin yoğun olduğu beyin bölgeleri ile ilişkili olduğunu ortaya koydu.
Bu bulgular, insan beyninin pahalı bir sinyal mimarisi ile insan bilişine adanmış olduğunu gösteriyor.