Как кофе влияет на мозг во время сна: новое исследование

Кофеин — это не только ключевой компонент кофе, но и один из самых распространённых психоактивных веществ в мире. Его можно найти в чае, шоколаде, энергетических напитках и даже в газировке. Но как именно он воздействует на мозг во время сна? Новое исследование, опубликованное в журнале Communications Biology, проливает свет на этот вопрос и объясняет, как кофеин влияет на восстановление мозга ночью — как физически, так и когнитивно. Исследование было проведено командой учёных из Университета Монреаля (Université de Montréal) под руководством исследователя Филиппа Тельке из Лаборатории когнитивной и вычислительной нейронауки (CoCo Lab). В проекте также участвовал Карим Джерби, профессор психологии и директор CoCo Lab, а также профессор Джули Карриер и её команда из Центра передовых исследований сна при Университете Монреаля. Они использовали сочетание искусственного интеллекта и электроэнцефалографии (ЭЭГ), чтобы проанализировать, как кофеин влияет на мозговую активность во время сна.

Кофеин и критичность мозга

Впервые исследователи показали, что кофеин увеличивает сложность мозговых сигналов и усиливает так называемую «критичность» мозга во время сна. Особенно ярко этот эффект проявляется у молодых людей. "Критичность описывает состояние мозга, которое находится в балансе между порядком и хаосом", — объясняет Джерби. "Это как оркестр: если слишком тихо — ничего не происходит, если слишком шумно — сплошная какофония. Критичность — это золотая середина, когда мозг работает оптимально: он способен быстро обрабатывать информацию, адаптироваться, учиться и принимать решения". Карриер добавляет: "Кофеин стимулирует мозг, заставляя его быть более бодрым, внимательным и реактивным. Это полезно днём, когда нужно сконцентрироваться, но ночью такое состояние мешает мозгу расслабиться и восстановиться".

Как проводилось исследование

В эксперименте приняли участие 40 здоровых взрослых. Каждого участника исследовали две ночи: в одну ночь они принимали капсулы с кофеином за три и за один час до сна, а в другую — плацебо в те же самые промежутки времени. С помощью ЭЭГ учёные зафиксировали активность мозга, а затем с помощью ИИ и сложного статистического анализа выделили изменения в работе нейронов. Результаты показали, что кофеин увеличивает сложность мозговых сигналов, делая их более динамичными и менее предсказуемыми — особенно в фазе медленного сна (NREM), которая отвечает за консолидацию памяти и когнитивное восстановление. Кофеин также снижает амплитуду медленных колебаний мозга, таких как тета- и альфа-волны (связанных с глубоким восстановительным сном), и стимулирует бета-волны, которые обычно доминируют в состоянии бодрствования и умственной активности. "Даже во сне под действием кофеина мозг остаётся более активным и менее восстанавливающимся", — отмечает Джерби. "Эти изменения ритмов мозга помогают объяснить, почему кофеин может ухудшать эффективность ночного восстановления, включая обработку воспоминаний".

Молодые люди реагируют сильнее

Особенно сильный эффект кофеина наблюдается у молодых людей в возрасте от 20 до 27 лет по сравнению с участниками среднего возраста (41–58 лет). В фазе REM-сна, которая связана с формированием сновидений, эти различия были наиболее заметны. Учёные объясняют это тем, что в молодом возрасте в мозге выше плотность рецепторов аденозина — вещества, которое накапливается в течение дня и вызывает чувство усталости. С возрастом количество этих рецепторов снижается, что уменьшает способность кофеина их блокировать и, соответственно, снижает его влияние на мозговую активность.

Почему это важно

Так как кофеин используется по всему миру как повседневный стимулятор для борьбы с усталостью, исследователи подчёркивают важность понимания его комплексного воздействия на мозг в зависимости от возраста и состояния здоровья. Эти данные могут помочь в разработке персонализированных рекомендаций по употреблению кофеина в будущем. Учёные также подчёркивают необходимость дальнейших исследований, чтобы уточнить, как эти нейронные изменения влияют на когнитивное здоровье и повседневное функционирование человека. Итак, привычная чашка кофе — это не просто способ проснуться утром. Это мощный инструмент, способный изменить работу мозга даже во сне, и его влияние на нас гораздо глубже, чем кажется на первый взгляд.

• Вакцина нового поколения: модифицированная мРНК «прикидывается» вирусом и усиливает иммунитет
• Суперзаряженная вакцина: мощная защита после одной дозы
• Новое средство против «неподдающихся лечению» форм рака выходит на клинические испытания
• Популярный заменитель сахара может нарушать работу сосудов мозга и повышать риск инсульта
• Таурин — не «эликсир молодости»? Новое исследование ставит под сомнение популярную добавку
• Сильнейшая магнитная буря в День матери вызвала помехи в радиосвязи и образование "пузырей" в верхних слоях атмосферы Земли
• Учёные нашли участок ДНК, ответственный за развитие человеческого мозга
• Прорыв в лечении меланомы: ученые нашли уязвимое звено в опухолях с мутацией NRAS