생각하는 데 드는 에너지, 뇌의 진짜 연료비는 얼마일까?
뇌는 언제나 에너지를 쓴다
퇴근 후 집에 와서 소파에 누워 TV를 멍하니 보는 그 순간, 뇌는 정말 쉬고 있을까요? 놀랍게도 뇌는 우리가 아무 생각 없이 쉴 때도 거의 똑같은 양의 에너지를 쓰고 있습니다. 최근 연구에 따르면, 뇌가 집중해서 생각할 때 쓰는 에너지는 평소보다 겨우 5% 정도 더 많을 뿐이라고 해요. 즉, 뇌는 늘 바쁘게 돌아가는 ‘에너지 괴물’입니다.[1]
생각할 때 에너지 소비, 얼마나 늘어날까?
정말 집중해서 문제를 풀거나, 새로운 정보를 외울 때 뇌가 엄청난 에너지를 쓰는 것 같죠? 그런데 실제로는 그렇지 않아요. 뇌는 몸무게의 2%밖에 안 되지만, 전체 에너지의 20%를 소비하는 ‘고효율 에너지 소비자’입니다. 하지만 집중해서 생각할 때도 에너지 사용량이 평소보다 단 5%만 증가한다고 해요. 즉, 뇌의 대부분 에너지는 ‘생각’이 아니라, 몸의 상태를 유지하고 조절하는 데 쓰입니다.[1]
뇌의 에너지 사용 메커니즘
뇌의 연료는 ATP라는 분자인데, 이건 포도당과 산소에서 만들어집니다. 뇌에는 640km가 넘는 가느다란 혈관이 퍼져 있어서, 신경세포(뉴런)와 다른 뇌세포에 산소와 포도당이 공급돼요. 이 에너지는 주로 뉴런끼리 신호를 주고받을 때, 그리고 뉴런의 막 전위(전기적 안정성)를 유지하는 데 쓰입니다. 재미있는 건, 뇌가 아무 일도 하지 않는 것처럼 보여도, ‘기본 유지’에 전체 에너지의 95%를 쓴다는 사실이에요.
우리가 멍때릴 때도 뇌는 ‘디폴트 모드 네트워크’라는 시스템을 가동해 과거, 현재, 미래를 오가며 생각하고, 몸의 온도, 혈당, 심장박동, 호흡 등 생명 유지에 필요한 모든 변수들을 실시간으로 조절합니다. 이게 바로 뇌가 진짜로 하는 일의 대부분이에요.
진화와 에너지 효율의 딜레마
그렇다면 왜 집중해서 생각하면 피곤할까요? 진짜 이유는 ‘에너지 고갈’이 아니라, 인류가 오랜 진화 과정에서 에너지를 아끼는 방향으로 뇌를 설계했기 때문입니다. 뇌는 에너지 효율을 극대화하기 위해, 필요한 만큼만 정보를 신경망에 전달하고, 나머지는 최소한으로 유지해요. 실제로 뉴런은 이론적으로 500Hz까지 신호를 보낼 수 있지만, 평균적으로 4Hz밖에 사용하지 않습니다. 그만큼 에너지를 아끼기 위해서죠.[1]
즉, 뇌는 ‘최대 정보 전달’이 아니라 ‘최소 에너지로 최대 정보’를 보내는 쪽으로 진화했어요. 그래서 우리가 머리를 많이 쓰면 피곤함을 느끼게 설계된 거죠. 이건 에너지 낭비를 막으려는 진화적 장치랍니다.
마치며: 뇌 피로의 진짜 이유
결국, 뇌는 우리가 생각하는 것보다 훨씬 더 효율적으로, 그리고 끊임없이 에너지를 소비하고 있습니다. 집중해서 생각한다고 해서 에너지가 크게 더 드는 건 아니지만, 피로를 느끼는 건 진화적으로 에너지를 아끼기 위한 장치 때문이에요. 뇌의 진짜 역할은 ‘생각’이 아니라, 우리 몸 전체를 관리하고 미래를 예측하는 데 있다는 점, 오늘 꼭 기억해두세요!
다음 번에 머리가 지끈지끈 아플 때, “아, 내 뇌가 지금 에너지 절약 모드로 들어갔구나!” 하고 생각해보면 어떨까요?
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[1] Quanta Magazine, “How Much Energy Does It Take to Think?”, 2025.06.04.
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