Nedávna štúdia vyvolala otázky o vplyve chronickej konzumácie kofeínu na schopnosť mozgu adaptovať sa a učiť sa. V novej štúdii publikovanej v Hranice v psychiatriiVedci zistili, že dlhodobí užívatelia kofeínu môžu vykazovať zníženie plasticity mozgu, rozhodujúci faktor v procesoch učenia a pamäte, keď sú podrobení protokolu stimulácie mozgu.

Kofeín je bežný stimulant, ktorý sa nachádza v káve, čaji, sóde a iných nápojoch. Je známe, že pomáha s bdelosťou a koncentráciou, ale jeho účinky na schopnosť mozgu meniť sa a prispôsobovať sa v priebehu času, proces nazývaný plasticita, sú menej jasné.

Predchádzajúce štúdie ukázali zmiešané výsledky, pokiaľ ide o účinok kofeínu na plasticitu mozgu. Niektoré štúdie ukázali, že kofeín môže brániť schopnosti mozgu učiť sa a adaptovať sa, zatiaľ čo iné štúdie naznačili potenciálne výhody. Výskumníci vykonali túto štúdiu s cieľom preskúmať účinky kofeínu na plasticitu ľudského mozgu s osobitným zameraním na jeho účinok na dlhodobú potenciáciu (LTP) a jeho potenciálnu interakciu s neuromodulačnou technikou nazývanou opakovaná transkraniálna magnetická stimulácia (rTMS).

LTP je základný neurofyziologický proces súvisiaci so synaptickou plasticitou. Vzťahuje sa na dlhodobé zvýšenie sily synaptických spojení medzi neurónmi v reakcii na opakovanú a trvalú stimuláciu. rTMS je neinvazívna neurostimulačná technika používaná v neuropsychiatrii a neurovede. Zahŕňa použitie špeciálneho zariadenia, ktoré generuje magnetické polia na stimuláciu elektrických prúdov v špecifických oblastiach mozgu.

rTMS sa často používa vo výskume na skúmanie a modifikáciu plasticity mozgu vrátane účinkov podobných LTP. Aplikáciou opakujúcich sa magnetických impulzov na špecifické oblasti mozgu môže rTMS vyvolať zmeny v nervovej aktivite a možno napodobniť procesy spojené s LTP.

Autori štúdie Joshua C. Brown (riaditeľ výskumu na Harvardskej univerzite): „Zatiaľ čo vedci skúmali účinky akútneho kofeínu na plasticitu vyvolanú opakovanou transkraniálnou magnetickou stimuláciou (rTMS), chronické užívanie kofeínu, ako ho vidíme v reálnom svete, ešte nebolo preskúmané. “ Laboratórium mechanizmov stimulácie mozgu V nemocnici McLean) a Megan Finney (Asistent pre výskum neuromodulácie v nemocnici Butler).

„Vo všeobecnosti máme vždy záujem o lepšie pochopenie moderátorov liečby pri klinickej repetitívnej transkraniálnej magnetickej stimulácii (rTMS). Náš výskum má potenciál stimulovať novú vlnu výskumu hodnotiaceho chronické užívanie kofeínu u pacientov podstupujúcich liečbu rTMS.

V tejto štúdii výskumníci analyzovali údaje z dvoch predtým vykonaných štúdií, ktoré zahŕňali celkovo 20 zdravých účastníkov. Z nich bolo 16 pravidelných konzumentov kofeínu, zatiaľ čo 4 nie. Všetci účastníci podstúpili rTMS v kombinácii s čiastočným agonistom receptora NMDA nazývaným d-cykloserín (DCS). Predpokladá sa, že tento protokol stimuluje proces podobný dlhodobému posilňovaniu, ktoré je rozhodujúce pre učenie a pamäť.

Pred a po tejto stimulácii vedci merali mozgové reakcie účastníkov pomocou metódy nazývanej motoricky evokované potenciály (MEPs). Títo poslanci sú ako okná do plasticity mozgu, čo umožňuje vedcom pozorovať, ako sa mozog mení v reakcii na stimuláciu.

Vedci zistili, že účastníci, ktorí pravidelne konzumovali kofeín, mali odlišné mozgové reakcie v porovnaní s tými, ktorí ho nekonzumovali. V skupine, ktorá pravidelne nekonzumovala kofeín, mozog vykazoval silnú facilitáciu v reakcii na stimulačný protokol, ktorý zahŕňal DCS a rTMS. V skupine užívateľov kofeínu sa však toto uľahčenie výrazne znížilo, podobne ako reakcia mozgu v skupine s placebom.

Zjednodušene povedané to znamená, že chronickí užívatelia kofeínu majú zrejme zníženú kapacitu pre druh plasticity mozgu spojenú s učením a pamäťou, napriek tomu, že sú vystavení rovnakej stimulácii ako užívatelia nekofeínu.

„Naše údaje naznačujú, že chronické užívanie kofeínu môže narušiť synaptickú plasticitu, ktorá je akceptovaná ako bunkový základ pre učenie a pamäť,“ povedal Brown a Feagin pre PsyPost. „Keďže rTMS môže uplatniť svoje dlhodobé účinky prostredníctvom synaptickej plasticity, chronické užívanie kofeínu môže tiež znížiť klinickú účinnosť rTMS, aj keď sa to priamo nezohľadnilo. Je veľmi dôležité si uvedomiť, že naše zistenia pochádzajú z malej vzorky a skutočne potrebujú zopakovať pred dosiahnutím záverov.

Vedci pôvodne predpokladali, že chronické užívanie kofeínu môže zvýšiť plasticitu mozgu. Táto predpoveď bola založená na predchádzajúcom výskume, ktorý naznačuje, že kofeín môže mať pozitívny vplyv na pamäť a synaptické posilnenie.

„Akútne užívanie kofeínu zvyšuje plasticitu (meranú motorickými potenciálmi) po opakovanej transkraniálnej magnetickej stimulácii,“ vysvetlili vedci. „Zdá sa, že konvenčná múdrosť tiež hovorí, že kofeín zlepšuje naše kognitívne schopnosti a že obnovuje plasticitu, keď existujú deficity. Preto sme boli obzvlášť prekvapení, keď sme videli, že chronický kofeín vyvolal zhoršenú plasticitu v našom teste motorickej plasticity – čo je možno najrozšírenejší test.“ použil test plasticity pri neinvazívnej stimulácii mozgu.“ Chirurgický.

„Akonáhle sa však nad tým zamyslíme viac, vidíme tento vzorec neustále v mozgu. Pri chronickej externej excitácii alebo inhibícii bude mozog reagovať tak, aby pôsobil proti týmto vplyvom, aby zostal škálovateľný. Tento proces sa nazýva homeostatická plasticita.“

Aj keď sú tieto výsledky zaujímavé, je dôležité poznamenať niektoré obmedzenia. Štúdia zahŕňala relatívne malý počet účastníkov, ktorí pravidelne nekonzumovali kofeín v porovnaní s užívateľmi kofeínu, čo mohlo skresliť výsledky. Okrem toho sa tento výskum spoliehal na konzumáciu kofeínu, ktorú sami uviedli, a nebral do úvahy skutočné hladiny kofeínu účastníkov v ich krvnom obehu.

„Je veľmi dôležité pamätať na to, že naše zistenia pochádzajú z malej vzorky a skutočne je potrebné ich zopakovať, kým sa dajú urobiť závery,“ povedali Brown a Feigin. „Momentálne sa pýtame pacientov na našej TMS klinike na užívanie kofeínu, aby sme zistili, či existuje súvislosť medzi užívaním kofeínu a klinickou odpoveďou na TMS. Keďže je užívanie kofeínu také rozšírené, je potrebný ďalší výskum jeho vzťahu s odolnosťou.“

štúdium, „Chronická konzumácia kofeínu obmedzuje plasticitu vyvolanú rTMSktorú napísali Megan Feagin, Jamie Coyon, Prayushi Sharma, Benjamin D. Greenberg, Linda L. Carpenter a Joshua C. Brown.