股票配资app下载这个结果连我们自己都不敢相信：中国团队算出脑内负能量

大脑是全身最"败家"的器官：它只占体重的2%，却要消耗全身20%的氧气和25%的葡萄糖。可你有没有想过一个细思极恐的问题——如果能量供应慢了一拍，大脑会不会当场"死机"？

大脑：全身最"烧钱"的器官，只占2%体重，耗能却超过20%

事情要从一个困扰神经科学界几十年的反常现象说起。

做功能性核磁共振（fMRI）时，科学家发现一个奇怪的现象：某个脑区的神经元被激活后，要过好几秒钟，流向那里的血液才会大幅增加。

奇怪在哪？按常理，脑区一旦激活、耗能增加，负责供能的血糖就该立刻跟上。

可诡异的是，在血流"迟到"的这几秒里，大脑从来没有宕机的迹象。那么，这段"能量真空期"里，大脑到底在吃什么？

科学家算了一笔账，算出了一个让人不敢相信的结果

有人提出：也许血流变化之前，血液里现成的血糖就足够撑过这几秒。这个说法靠不靠谱？得算。

华东理工大学认知神经动力学研究所的王如彬教授团队，用一个名为"王-张神经元模型"的生物物理模型开始算账。这个模型把神经元等效成由膜电容、电阻、电感组成的电路，能精确复现实验中记录到的动作电位。

一算，算出了一个反直觉的结果：神经元在发放动作电位时，不是一路"耗电"到底，而是先从血流中吸收能量、储存起来，然后再消耗。在模型的能量函数曲线上，去极化阶段的功率是负值——这就是所谓"负能量"的由来。

王-张神经元生物物理模型：把神经元看成一个既能耗能、又能储能的电路

2015年，王如彬与日本学者津田一郎（Ichiro Tsuda）、张志康在《International Journal of Neural Systems》上发表论文，明确提出：神经元在阈下状态下存在的"负能量"，是导致脑血流响应时间延迟的本质原因，而不是神经兴奋本身慢。

2019年，彭俊、王如彬、王毅泓又在《力学学报》上发表研究：他们用王-张模型搭建了一个五层结构的神经网络做数值模拟，结果显示——血液中葡萄糖供能达到峰值的时间，比神经活动峰值晚了约5.6秒，和fMRI里观测到的5~7秒血流延迟几乎严丝合缝。论文由此提出：负能量机制在控制大脑血液动力学现象中起着核心作用，血流变化的本质，是神经元发放动作电位时正、负能量之间的"不平衡、不匹配"。

2015年发表于Int J Neural Syst的论文，首次提出"负能量导致血流延迟"的解释

听到这里先别急着激动。这个"负能量"，跟物理学里那种能让虫洞洞开的神秘负能量，完全是两码事。

它指的是模型计算中功率函数出现的负值，对应的物理图景其实很朴素：神经元像一个既能耗电、也能充电的小电容，发放动作电位前先"吸一口"能量存着，发放时再释放。换句话说，"负能量"其实是神经元的一笔"储能"——神经元不仅是耗能元件，也是储能元件。

从模型到结论，中间隔着一道"实验验证"的门槛

主流神经科学对"血流迟到"另有解释，而且证据更扎实：神经血管耦合。神经元激活后，要通过星形胶质细胞等一系列细胞把"需要更多血"的信号接力传给血管壁，小动脉再舒张——这条信号链本身就需要1~5秒。再加上脑组织里现成的葡萄糖、氧气储备，以及星形胶质细胞里储存的糖原（可以在应急时分解成乳酸喂养神经元），大脑撑过这几秒并不困难。

要知道，今天我们能用fMRI"看见"大脑思考，靠的恰恰就是这个血流延迟。如果血流和神经活动同步，就没有对比度，一切都无从成像。

而无论"负能量"最终能否被实验坐实，有一点是确定的：你的大脑是一位精打细算的管家——它一边大手笔花掉全身五分之一的能量，一边又在细胞角落里悄悄存着备用金，还利用血管的时间差，把每一次供能安排得明明白白。

所以下次蹲久了站起来眼前发黑，别慌——扶一下墙，等血压追上你的大脑就好。毕竟，它从来不打无准备之仗。

860亿个神经元组成的天价网络，每一笔能量账都算得清清楚楚

参考文献

[1] 彭俊, 王如彬, 王毅泓. 大脑血液动力学现象中的能量编码. 力学学报, 2019, 51(4): 1202-1209. DOI: 10.6052/0459-1879-19-010.

[2] Wang R, Tsuda I, Zhang Z. A new work mechanism on neuronal activity. International Journal of Neural Systems, 2015, 25(3): 1450037. PMID: 25640576.

[3] 王如彬, 张志康. 基于信息编码的神经能量计算. 力学学报, 2012. DOI: 10.6052/0459-1879-11-340.

[4] Hillman E M C. Coupling mechanism and significance of the BOLD signal: a status report. Annual Review of Neuroscience, 2014, 37: 161-181.（BOLD信号约500ms内启动、3~5秒达峰）

[5] Meyer-Baese L, Jaeger D, Keilholz S. Neurovascular coupling: a review of spontaneous neocortical dynamics linking neuronal activity to hemodynamics and what we have learned from the rodent brain. Journal of Neurophysiology, 2025, 133(2): 644-660. DOI: 10.1152/jn.00418.2024.（血流灌注增加滞后神经活动约1~5秒）

[6] Institute of Medicine (US) Committee on Neuroimaging. Neuroimaging of Human Brain Function. National Academies Press股票配资app下载, 1997.（星形胶质细胞糖原酵解与乳酸供给）

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