뇌는 인체에서 가장 중요한 기관 중 하나로 전체 체중의 약 2%를 차지하지만 전체 에너지의 약 20%를 소비합니다. 이러한 비율은 다른 많은 동물들과 비교했을 때 인간의 뇌가 얼마나 많은 에너지를 소비하는지를 알 수 있습니다.
쥐의 뇌는 전체 체중의 약 4%를 차지하면서 전체 에너지의 약 5%를 소비합니다. 또한 코끼리의 뇌는 전체 체중의 약 0.1%를 차지하면서 전체 에너지의 약 2-3%를 소비합니다.
뇌의 에너지 소비
뇌는 포도당을 에너지원으로 사용하며 산소를 통해 포도당을 산화시켜 에너지(ATP)를 만듭니다. 에너지 생성 과정에서 발생한 이산화탄소와 부산물은 혈액을 통해 배출됩니다.
생산된 에너지는 신경 전달 물질인 뉴런의 정보 전달과 합성, 방출되는 과정에 사용됩니다. 또한 신경 전달물질의 재흡수와 분해 과정에도 에너지가 사용합니다.
ATP는 세포 내 에너지의 주요 형태로 세포가 필요로 하는 에너지를 저장하고 전달하는 역할을 하며 분자 단위의 ‘에너지 화폐’라고 불립니다.
다른 기관과 비교
다른 인체 기관과 비교할 때 뇌의 에너지 소비는 특히 눈에 띄는 차이를 보입니다. 체중 대비 에너지 소비가 매우 높은 것이 뇌의 가장 큰 특징입니다. 심장이나 간과 같은 다른 주요 기관들도 많은 에너지를 소비하지만 뇌만큼 에너지 소비가 높지 않습니다.
심장은 지속적으로 혈액을 전신으로 순환시키는 데 에너지를 사용하고 간은 신진대사, 해독, 영양소 저장 등 다양한 생명 유지 기능을 합니다. 하지만 뇌에서는 신경세포 간의 복잡한 신호 전달과 정보 처리 과정에 많은 에너지를 소비합니다.
뇌가 소비하는 에너지의 대부분은 신경세포 활동인 시냅스에서의 신호 전달과 뉴런 활동 유지에 사용됩니다. 이러한 결과로 뇌가 처리하는 정보의 양이 다른 기관의 기능보다 훨씬 많고 복잡하단 걸 알 수 있습니다.