V štúdii publikovanej v apríli v časopise Nature Communications Biology tím výskumníkov z Université de Montréal priniesol nové poznatky o tom, ako môže kofeín ovplyvniť spánok a pôsobiť na regeneráciu mozgu – fyzickú aj kognitívnu – počas noci.
Výskum viedol Philipp Thölke, výskumný stážista v Laboratóriu kognitívnej a výpočtovej neurovedy (CoCo Lab) na Université de Montréal, a spoluviedol ho riaditeľ tohto laboratória Karim Jerbi, profesor psychológie a výskumník v Mila – Quebec AI Institute.
Čítajte viac Deti a vegánstvo: Veľký výskum ukazuje pravdu o tom, či je strava bez mäsa a mlieka vhodná aj pre najmenších
V spolupráci s profesorkou psychológie zameranou na spánok a starnutie, Julie Carrier, a jej tímom z Centra pre pokročilý výskum spánkovej medicíny, vedci využili umelú inteligenciu a elektroencefalografiu (EEG), aby preskúmali účinok kofeínu na spánok.
Po prvýkrát ukázali, že kofeín zvyšuje komplexnosť mozgových signálov a zvyšuje tzv. kritičnosť mozgu počas spánku. Zaujímavé je, že tento efekt bol výraznejší u mladších dospelých.
„Kritičnosť opisuje stav mozgu, ktorý sa nachádza medzi poriadkom a chaosom,“ povedal Jerbi. „Je to ako orchester: ak je príliš ticho, nič sa nedeje; ak je príliš chaotický, vzniká kakofónia. Kritičnosť je zlatá stredná cesta, v ktorej je mozgová aktivita usporiadaná, ale flexibilná. V tomto stave mozog funguje optimálne – dokáže efektívne spracovávať informácie, rýchlo sa prispôsobiť, učiť sa a robiť rozhodnutia s ľahkosťou,“ dodal.
Čítajte viac Nezáleží len na množstve tuku v tele, ale aj na jeho lokalizácii. "Pneumatika" na bruchu súvisí s touto kožnou chorobou
Aby zistili, ako kofeín ovplyvňuje spánkovú činnosť mozgu, Carrierin tím zaznamenával nočnú aktivitu mozgu 40 zdravých dospelých. Porovnávali mozgovú aktivitu každého účastníka počas dvoch nocí – jednej, keď užili kofeínové kapsuly tri a potom jednu hodinu pred spaním, a druhej, keď v rovnakom čase dostali placebo.
„Využili sme pokročilú štatistickú analýzu a umelú inteligenciu na identifikovanie jemných zmien v neuronálnej aktivite,“ povedal Thölke, hlavný autor štúdie. „Výsledky ukázali, že kofeín zvýšil komplexnosť mozgových signálov, čo odráža dynamickejšiu a menej predvídateľnú neuronálnu aktivitu, najmä počas fázy spánku NREM, ktorá je kľúčová pre konsolidáciu pamäti a kognitívnu obnovu,“ objasnil.
Spánok sa delí na dve hlavné fázy:
1. NREM spánok (non-rapid eye movement) – „pomalovlnný spánok“
2. REM spánok (rapid eye movement) – „rýchly pohyb očí“ NREM spánok sa ďalej delí na tri štádiá, ktoré sa označujú ako N1, N2 a N3. Celý spánkový cyklus trvá približne 90 minút a počas noci sa niekoľkokrát opakuje.
Vedci tiež objavili výrazné zmeny v elektrických rytmoch mozgu počas spánku: kofeín oslabil pomalšie oscilácie ako theta a alfa vlny – ktoré sú zvyčajne spojené s hlbokým, regeneračným spánkom – a stimuloval beta aktivity, ktoré sú bežnejšie počas bdelosti a mentálnej činnosti.
Čítajte viac Známa režisérka Eva Borušovičová zomrela na uveálny melanóm. Nie je to rakovina kože
„Tieto zmeny naznačujú, že aj počas spánku ostáva mozog pod vplyvom kofeínu vo viac aktivovanom a menej regeneračnom stave,“ povedal Jerbi. „Táto zmena v rytmickej aktivite mozgu môže vysvetliť, prečo kofeín ovplyvňuje efektivitu nočnej regenerácie mozgu, čo môže mať dôsledky pre spracovanie pamäti.“
Viac ovplyvnení boli mladí dospelí
Štúdia tiež ukázala, že účinky kofeínu na dynamiku mozgu boli výraznejšie u mladých dospelých vo veku 20 až 27 rokov v porovnaní so stredne starými účastníkmi vo veku 41 až 58 rokov, najmä počas REM fázy spánku, ktorá je spojená so snívaním.
Mladí dospelí vykazovali väčšiu reakciu na kofeín, pravdepodobne vďaka vyššej hustote adenosínových receptorov v ich mozgu. Adenozín je molekula, ktorá sa počas dňa v mozgu hromadí a vyvoláva pocit únavy.
Čítajte viac Stále ste unavení, bez energie a všetko vás bolí? Možno vám chýba jeden nenápadný, no kľúčový vitamín
„Počet adenosínových receptorov sa s vekom prirodzene znižuje, čím sa znižuje schopnosť kofeínu ich blokovať a zvyšovať komplexnosť mozgu, čo môže čiastočne vysvetľovať slabší účinok kofeínu pozorovaný u stredne starých účastníkov,“ uviedla Carrier.
Tieto rozdiely súvisiace s vekom naznačujú, že mladší mozog môže byť náchylnejší na stimulačné účinky kofeínu. Keďže kofeín je po celom svete široko využívaný, najmä ako každodenný prostriedok proti únave, výskumníci zdôrazňujú dôležitosť pochopenia jeho zložitých účinkov na mozgovú aktivitu naprieč rôznymi vekovými skupinami a zdravotnými stavmi.
Dodávajú, že je potrebný ďalší výskum, aby sa objasnilo, ako tieto neurónové zmeny ovplyvňujú kognitívne zdravie a každodenné fungovanie, a aby sa mohli vytvoriť personalizované odporúčania pre príjem kofeínu.