Кофеинът се съдържа не само в кафето, но и в чая, шоколада, енергийните напитки и много безалкохолни напитки, което го прави една от най-широко консумираните психоактивни вещества в света.
В проучване, публикувано през април в Nature Communications Biology, екип от изследователи от Université de Montréal хвърли нова светлина върху това как кофеинът може да промени съня и да повлияе на възстановяването на мозъка - както физическо, така и когнитивно - през нощта.
Изследването бе ръководено от Филип Тьолке, стажант-изследовател в Лабораторията за когнитивна и компютърна невронаука (CoCo Lab) на Университета в Монреал, и съ-ръководено от директора на лабораторията Карим Джерби, професор по психология и изследовател в Mila – Института за изкуствен интелект в Квебек.
В сътрудничество с професора по психология на съня и стареенето Джули Кериър и нейния екип от Центъра за напреднали изследвания в медицината на съня на Университета в Монреал, учените използваха изкуствен интелект и електроенцефалография (ЕЕГ), за да изследват ефекта на кофеина върху съня.
Те показаха за първи път, че кофеинът увеличава сложността на мозъчните сигнали и подобрява „критичността” на мозъка по време на сън. Интересното е, че това беше по-изразено при по-младите възрастни.
„Критичността описва състояние на мозъка, което е в равновесие между ред и хаос”, каза Джерби. „Това е като оркестър: ако е прекалено тихо, нищо не се случва, ако е прекалено хаотично, има какофония. Критичността е златната среда, в която мозъчната дейност е едновременно организирана и гъвкава. В това състояние мозъкът функционира оптимално: може да обработва информация ефективно, да се адаптира бързо, да учи и да взима решения с гъвкавост.”
Кериър добавя: „Кофеинът стимулира мозъка и го тласка в състояние на критичност, в което е по-буден, бдителен и реактивен. Макар това да е полезно през деня за концентрацията, това състояние може да попречи на почивката през нощта: мозъкът не би се отпуснал, нито би се възстановил правилно.“
Проучени са 40 възрастни
За да проучи как кофеинът влияе на мозъка по време на сън, екипът на Карриър записва нощната мозъчна активност на 40 здрави възрастни с помощта на електроенцефалограма. Те сравняват мозъчната активност на всеки участник в две различни нощи – едната, когато са приели капсули с кофеин три часа и след това един час преди лягане, и другата, когато са приели плацебо по същото време.
„Използвахме усъвършенстван статистически анализ и изкуствен интелект, за да идентифицираме фините промени в невронната активност“, каза Тьолке, първият автор на проучването. „Резултатите показаха, че кофеинът увеличава сложността на мозъчните сигнали, отразявайки по-динамична и по-малко предсказуема невронна активност, особено по време на фазата на съня без бързи очни движения (NREM), която е от решаващо значение за консолидирането на паметта и когнитивното възстановяване.“
Изследователите също така откриха забележителни промени в електрическите ритми на мозъка по време на сън: кофеинът отслабва по-бавните колебания, като тета и алфа вълни – обикновено свързани с дълбок, възстановителен сън – и стимулира бета вълновата активност, която е по-често срещана по време на будно състояние и умствена ангажираност.
„Тези промени предполагат, че дори по време на сън мозъкът остава в по-активно, по-малко възстановително състояние под влиянието на кофеина“, казва Джерби, който е и председател на Канадската изследователска катедра по компютърни невронауки и когнитивно невроизобразяване. „Тази промяна в ритмичната активност на мозъка може да помогне да се обясни защо кофеинът влияе на ефективността, с която мозъкът се възстановява през нощта, с потенциални последствия за обработката на паметта.“
Хората на 20 години са по-засегнати
Проучването показа също, че ефектите на кофеина върху динамиката на мозъка са значително по-изразени при млади възрастни между 20 и 27 години в сравнение с участниците на средна възраст между 41 и 58 години, особено по време на REM сън, фазата, свързана с сънищата.
Младите възрастни показват по-силна реакция към кофеина, вероятно поради по-високата плътност на аденозиновите рецептори в мозъка им. Аденозинът е молекула, която постепенно се натрупва в мозъка през деня, предизвиквайки чувство на умора.
„Аденозиновите рецептори естествено намаляват с възрастта, което намалява способността на кофеина да ги блокира и да подобрява сложността на мозъка, което може отчасти да обясни намаления ефект на кофеина, наблюдаван при участниците на средна възраст“, каза Карриър.
И тези свързани с възрастта разлики предполагат, че по-младите мозъци могат да бъдат по-податливи на стимулиращите ефекти на кофеина. Предвид широкото използване на кофеина по целия свят, особено като ежедневно средство за борба с умората, изследователите подчертават важността на разбирането на неговите сложни ефекти върху мозъчната активност в различни възрастови групи и при различни здравословни състояния.
Те добавя, че са необходими по-нататъшни изследвания, за да се изясни как тези невронни промени влияят върху когнитивното здраве и ежедневните функции и за да се дадат потенциално персонализирани препоръки за приема на кофеин.
