Любая мозговая активность, связанная с изучением чего-то нового, требует значительное количество энергии и питательных веществ. Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) в своих рекомендациях определяет наиболее важные вещества для мозга, при использовании которых в продуктах можно говорить о полезности для ментальной работоспособности человека. Агентство свидетельствует о том, что глюкоза является предпочтительным источником энергии для мозга и центральной нервной системы, улучшает умственную работоспособность, благотворно влияет на чувство бодрости, внимания и памяти. Помимо этого, важная роль отводится и длинноцепочечным жирным кислотам (омега 3), так как они поддерживают умственное развитие, здоровое функционирование мозга и уровень концентрации. Также важно потребление йода, так как он важен для умственной деятельности и поддержания когнитивных функций, железа, которое способствует когнитивным функциям и цинка, ввиду того, что он важен для умственной работоспособности, определяющей такие аспекты, как концентрация, обучение, память и мышление.

О влияние питания на когнитивные функции проведено исследование с участием корейских детей и подростков (Kim & Kang, 2017). Всего участвовало 317 человек: 167 девочек, 150 мальчиков, со средним возрастом 11,8 ± 3,3 года. Добровольцы проходили анкетирование по частоте приема пищи и размера порций, а также пищевых добавок, при этом опросник включал 76 продуктов питания, обычно потребляемых детьми и подростками. Для оценки когнитивных функций использовали распространенные нейрокогнитивные тесты, включая тесты вербальной и зрительной памяти, тест модальностей символов и цифр (предполагает сопоставление конкретных чисел с заданными геометрическими фигурами в течение 90 секунд), тесты на переключение внимания (для оценки общей исполнительной функции лобной доли), тесты на рассуждение, задачи на диапазон цифр вперед и назад (задания подразумевают максимально длинный список цифр, который человек способен точно повторить), а кроме этого, визуальный непрерывный тест производительности, который подразумевает указание правильных пар картинок как можно быстрее и точнее. В результате было обнаружено, что широко признанные источники полноценного питания, такие как витамины B1, B6 и C, рис, смешанный с зернами, и грибы, положительно коррелируют с когнитивными способностями. Напротив, обработанные углеводы, такие как белый рис и лапша, фаст-фуд и кока-кола, отрицательно коррелируют с когнитивными способностями.

При активном изучении чего-либо наблюдается явление ограничения способности обработки информации нашим мозгом. Согласно исследованию ученых из Великобритании наш мозг имеет предел того, сколько он может обрабатывать информации за один раз из-за ограниченного запаса энергии (Bruckmaier et al., 2020). Исследователи измерили церебральный метаболизм с помощью неинвазивного метода оптической визуализации. Таким образом, они могли увидеть, сколько энергии используют области мозга, когда люди концентрируют внимание на задаче, и как это меняется, когда задача становится более сложной с умственной точки зрения. Всего в исследовании приняли участие 18 человек, выполнявших задачи визуального поиска, которые иногда сопровождались визуальным отвлечением, не имеющим отношения к задаче.


В результате было выявлено, что наблюдается повышенный клеточный метаболизм в областях мозга, реагирующих на стимулы, требующие внимания при выполнении задачи, и это сопровождается снижением уровней клеточного метаболизма в областях, реагирующих на стимулы, не требующих внимания. Таким образом, человек, который сосредоточен на каких-либо переживаниях или посторонних мыслях будет с трудом находить энергию и запоминать что-то при изучении, например, иностранного языка.

Несмотря на то, что мозг составляет всего 2% от общей массы тела человека, на его долю приходится 20% энергии, потребляемой организмом (Raichle & Gusnard, 2002). Это означает, что в течение обычного дня человек тратит порядка 300-500 ккал только на размышления. Одним из массивов доказательств, касающихся взаимосвязи между снабжением мозга глюкозой и нервной активностью, являются исследования острой гипогликемии, состояния, характеризующегося внезапным и преходящим уровнем низкого уровня глюкозы в крови. Такое состояние чаще всего наблюдается у больных сахарным диабетом. Исследователи из США анализируя то, как ведут себя добровольцы, страдающие сахарным диабетом 2 типа, при вождении автомобиля, обнаружили, что они демонстрируют меньший двигательный контроль во время вождения, чем здоровые люди, о чем свидетельствует более высокая частота столкновений на дороге (по результатам опросов) и худшие результаты на симуляторах вождения (Cox et al., 2003). Это свидетельствует о том, что при недостатке глюкозы люди теряют концентрацию и перестают справляться с повышенной умственной активностью.

В исследовании ученых из Великобритании добровольцы, выполнившие ряд словесных и числовых задач, показали большее падение уровня глюкозы в крови, чем люди, которые просто несколько раз нажимали клавиш (Scholey et al., 2001). Помимо этого, было оценено влияние напитка с глюкозой на выполнение участниками последовательного задания на вычитание (компьютеризированные серийные семерки – многократное вычитание семи из заданного числа), соматически подобранного контрольного задания (нажатие клавиши), задания на запоминание слов с короткими интервалами и задания на поиск слов (беглость речи). При этом наиболее сложным считается первое задание. Было обнаружено, что потребление сладкого напитка улучшило производительность для серийных семерок, но не для остальных заданий. Всего в исследовании приняло участие 20 человек с средний возрастом 22,7 года.

При этом, кажется логичным утверждение, что со временем, выполнение более сложных задач, при их постоянном выполнении, мозг должен работать эффективнее и потреблять меньше энергии. Однако, в настоящий момент нет однозначного консенсуса в том, что сложные умственные задачи должны снижать уровень глюкозы в крови сильнее, чем простые.

Таким образом, интенсивная работа мозга требует значительное количество энергии в виде глюкозы и в целом многих питательных веществ. Для восполнения всех необходимых элементов требуется правильно и регулярно питаться. В случае выполнения важных и сложных задач можно простимулировать работу мозга источником глюкозы, но его постоянное потребление приведет к негативным последствиям для когнитивных способностей. При этом можно однозначно утверждать, что изучение английского языка является интенсивной работой для мозга большинства людей, поэтому все это будет справедливо и для этого процесса.
мозг и питание