Koffein hatása az agyra
A Nature Communications Biology című szaklapban áprilisban megjelent tanulmányban a Montréali Egyetem kutatócsoportja új megvilágításba helyezte, hogy a koffein hogyan befolyásolhatja az alvást, és hogyan hathat az agy fizikai és kognitív regenerálódására az éjszaka folyamán.
A kutatást Philipp Thölke, az UdeM Kognitív és Számítástudományi Idegtudomány Laboratóriumának gyakornoka vezette, társvezetője pedig Karim Jerbi, a laboratórium igazgatója, a Mila – Quebec AI Institute pszichológiaprofesszora és kutatója volt.
A tudósok Julie Carrier alvás- és öregedésipszichológia-professzorral és az UdeM alvásgyógyászati kutatásokkal foglalkozó központjának csapatával együttműködve mesterséges intelligenciát és elektroenkefalográfiát (EEG) használtak a koffein alvásra gyakorolt hatásának vizsgálatára.
Kimutatták, hogy a koffein növeli az agyi jelek összetettségét, és fokozza az agy „kritikusságát” alvás közben. Érdekes módon ez a fiatalabb felnőtteknél jelentősebb volt.
A kritikusság az agy olyan állapotát írja le, amely félúton van a rend és a káosz között. Olyan, mint egy zenekar: ha túl csendes, mintha semmi sem történne, de ha túl hangos, akkor már kakofónia van. A kritikusság az arany középút, ahol az agyi tevékenység egyszerre szervezett és rugalmas. Ebben az állapotban az agy optimálisan működik: képes az információk hatékony feldolgozására, gyors alkalmazkodásra, tanulásra és agilis döntések meghozatalára – mondta Jerbi.
Carrier hozzátette: „A koffein stimulálja az agyat, és a kritikusság állapotába taszítja, ahol éberebb, figyelmesebb és reaktívabb. Míg ez napközben hasznos, az éjszakai pihenést könnyen megzavarhatja: az agy nem pihen, és nem regenerálódik megfelelően.”
Annak tanulmányozására, hogy a koffein hogyan hat az alvó agyra, Carrier csapata 40 egészséges felnőtt éjszakai agyi aktivitását rögzítette elektroenkefalogram segítségével. Összehasonlították az egyes résztvevők agyi aktivitását két különböző éjszakán – az egyiket akkor, amikor lefekvés előtt három órával, majd egy órával koffeinkapszulát fogyasztottak, a másikat pedig akkor, amikor ugyanebben az időpontban placebót szedtek.
Fejlett statisztikai elemzést és mesterséges intelligenciát használtunk a neurális aktivitásban bekövetkező finom változások azonosítására. Az eredmények azt mutatták, hogy a koffein megnövelte az agyi jelek összetettségét, ami dinamikusabb és kevésbé kiszámítható neurális aktivitást tükröz, különösen az alvás nem gyors szemmozgás (NREM) fázisában, amely kulcsfontosságú a memória konszolidációja és a kognitív helyreállítás szempontjából – fogalmazott Thölke, a tanulmány egyik szerzője.
A kutatók feltűnő változásokat fedeztek fel az agy elektromos ritmusában is alvás közben: a koffein csillapította a lassabb oszcillációkat, például a théta- és alfa-hullámokat, amelyek általában a mély, pihentető alváshoz kapcsolódnak, és serkentette a béta-hullámok aktivitását, amelyek inkább az ébrenlét és a szellemi elfoglaltságok végzése során jellemzőek. Jerbi szerint: „Ezek a változások arra utalnak, hogy az agy még alvás közben is aktiváltabb, kevésbé pihentető állapotban marad a koffein hatására. Az agy ritmikus aktivitásának ez a változása segíthet megmagyarázni, hogy a koffein miért befolyásolja az agy éjszakai regenerálódásának hatékonyságát, ami jelentős következményekkel járhat a memóriafeldolgozásra.”
Fiatalok előnyben
A tanulmány azt is kimutatta, hogy a koffein agyi dinamikára gyakorolt hatása a 20 és 27 év közötti fiatal felnőtteknél lényegesen nagyobb volt, mint a 41 és 58 év közötti középkorú résztvevőknél, különösen a REM alvás során, amely az álmodással kapcsolatos fázis. A fiatal felnőttek jobban reagáltak a koffeinre, ami valószínűleg az adenozinreceptorok nagyobb sűrűségének köszönhető az agyukban. Az adenozin egy olyan molekula, amely a nap folyamán fokozatosan felhalmozódik az agyban, és fáradtságérzetet okoz.
Az adenozinreceptorok természetes módon csökkennek az életkor előrehaladtával, ami csökkenti a koffein azon képességét, hogy blokkolja őket, és javítsa az agy komplexitását, ami részben magyarázhatja a koffein csökkent hatását, amelyet a középkorú résztvevőknél megfigyeltek – mondta Carrier.
Ezek az életkorral kapcsolatos különbségek pedig arra utalnak, hogy a fiatalabb agyak érzékenyebbek lehetnek a koffein stimuláló hatásaira. Tekintettel arra, hogy a koffein világszerte széles körben elterjedt, különösen a fáradtság mindennapi gyógymódjaként, a kutatók hangsúlyozzák annak fontosságát, hogy megértsük a koffein agyi aktivitásra gyakorolt komplex hatásait a különböző korcsoportokban és egészségi állapotokban.
Hozzáteszik, hogy további kutatásokra van szükség annak tisztázására, hogy ezek az idegi változások hogyan befolyásolják a kognitív egészséget és a mindennapi működést, és hogy a későbbiekben személyre szabott javallatokat lehessen meghatározni a koffeinbevitelre vonatkozóan.
(index.hu)