一項來自蒙特羅大學的最新研究揭示了咖啡因對睡眠大腦的意想不到影響。咖啡因不僅存在於早晨的咖啡中，還廣泛存在於茶、巧克力、能量飲料和汽水中，成為全球最常消費的精神活性物質之一。這項研究發表在《Communications Biology》期刊上，顯示咖啡因不僅能讓人保持清醒，還可能改變大腦在夜間的恢復方式，影響身體的修復和認知功能。
研究由蒙特利爾大學的認知與計算神經科學實驗室的研究實習生菲利普·托爾克（Philipp Thölke）領導，並與魁北克人工智慧研究所的心理學教授卡里姆·傑爾比（Karim Jerbi）合作。研究團隊還與睡眠與老化專家朱莉·卡里耶（Julie Carrier）及其團隊合作，利用人工智慧和腦電圖（EEG）深入探討咖啡因對睡眠的影響。
咖啡提升大腦信號
研究首次顯示，咖啡因能增加大腦信號的複雜性，並在睡眠期間增強大腦的「臨界性」（criticality）。這一現象在年輕成年人中尤為明顯。傑爾比表示，臨界性是一種大腦在秩序與混亂之間的平衡狀態，這種狀態下大腦的活動既有組織又靈活，能有效處理資訊、快速適應、學習和做出決策。
卡里耶補充道，咖啡因刺激大腦，使其進入一種更清醒、警覺和反應靈敏的狀態。雖然這在白天有助於集中注意力，但在夜間可能會干擾休息，導致大腦無法適當放鬆或恢復。
測試咖啡對於睡眠的影響
為了研究咖啡因對睡眠大腦的影響，研究團隊記錄了40名健康成年人在夜間的腦波活動，並比較了他們在兩個不同夜晚的腦活動：一晚在睡前三小時和一小時服用咖啡因膠囊，另一晚則服用安慰劑。研究結果顯示，咖啡因增加了大腦信號的複雜性，尤其是在對與記憶整合和認知恢復息息相關的非快速動眼（NREM）睡眠階段，反映出更動態和不易預測的神經活動。
研究還發現，咖啡因在睡眠期間改變了大腦的電節律，減弱了與深度、修復性睡眠相關的慢波（如θ波和α波），同時刺激了更常見於清醒和精神參與的β波活動。這些變化表明，即使在睡眠中，咖啡因的影響使大腦保持在一種更活躍、較少修復的狀態。
對於年輕成年人和中年人影響顯著
研究還顯示，咖啡因對大腦動態的影響在20至27歲的年輕成年人中顯著高於41至58歲的中年參與者，尤其是在與夢境相關的快速眼動（REM）睡眠階段。年輕成年人對咖啡因的反應更強烈，這可能與他們大腦中腺苷受體的密度較高有關。腺苷是一種在白天逐漸積累的分子，會引起疲勞感。隨著年齡增長，腺苷受體自然減少，降低了咖啡因阻斷它們的能力，這可能部分解釋了中年參與者對咖啡因的反應減弱。
研究人員強調，考慮到咖啡因在全球的廣泛使用，尤其是做為日常疲勞的解決方案，了解其對不同年齡組和健康狀況下大腦活動的複雜影響至關重要。他們還指出，未來需要進一步研究這些神經變化如何影響認知健康和日常功能，並可能指導個性化的咖啡因攝入建議。
- Caffeine Keeps Your Brain “Awake” Even While You Sleep, Study Finds
- Caffeine increases brain complexity during sleep and shifts it toward a critical state
（首圖來源：pixabay）
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