Согласно данным нового исследования, проведенного с использованием методов нейровизуализации, регулярное употребление кофе вызывает функциональные и анатомические изменения в головном мозге, что повышает концентрацию внимания, бдительность и улучшает двигательный контроль.

Исследователи с помощью функциональной МРТ обнаружили, что в состоянии покоя коннективность (степень развития связей между нейронами) в соматосенсорной коре и лимбической системе была снижена у лиц, регулярно пьющих кофе, по сравнению с теми, кто не пьет кофе. Это предполагает наличие связи между употреблением кофе и улучшением моторного контроля и повышением бдительности. В дополнение к этому, у пьющих кофе увеличилась динамическая активность в нескольких мозжечковых и подкорковых областях мозга, что сопровождалось улучшением концентрации внимания.

Подобные изменения структуры и коннективности наблюдались в мозге у лиц, не употребляющих кофе, после того как они выпили по чашке кофе.

Первый автор работы, Нуно Соуза, профессор Медицинской школы Университета Минью в городе Брага, Португалия, в интервью для «Medscape Medical News» рассказал, в чем заключается суть исследования для практикующих врачей. Регулярное употребление кофе снижает коннективность между определенными уязвимыми нейронными сетями мозга, что может непосредственно влиять на запоминание, обучаемость, контроль произвольных движений.

Профессор Соуза отметил, что для всей остальной аудитории самое главное то, что теперь ученые лучше знают, как регулярное употребление кофе готовит мозг к активным действиям и быстрому реагированию.

Исследование было опубликовано 20 апреля в журнале «Molecular Psychiatry».

Характерный «след» кофе

Авторы исследования отмечают, что кофе представляет особый интерес для здоровья человека, учитывая его краткосрочное влияние на внимание, сон и память, а также долговременное воздействие на развитие различных заболеваний и естественное течение старения. Тем не менее, несмотря на широкое применение кофе, крайне мало исследований посвящено влиянию его постоянного потребления на внутренние функциональные сети мозга.

Соуза сообщает, что целью исследования не было определение положительного и негативного воздействия кофеина на мозг, так как в исследованиях по этой теме много противоречивых результатов. Скорее, как отмечает профессор, исследователей мотивировало желание изучить, как регулярное употребление кофе влияет на плотность нейронных связей в мозговой ткани, что иногда определяют как «след» регулярного употребления кофе.

Исследователи сравнили 31 потребителя кофе с 24 участниками, которые не пьют кофе. Группы не различались по возрасту (от 19 до 57 лет) или уровню формального образования. Однако мужчин в группе пьющих кофе было немного больше, чем женщин (41,95 % против 33,33 %).

Помимо сбора демографических сведений, исследователи провели оценку частоты употребления кофеиносодержащих продуктов, а также определили уровни депрессии, тревожности и стресса участников с помощью специализированных шкал.

В группе потребителей оказались те, кто потреблял одну чашку кофе и более в день; не пьющие кофе — употреблявшие менее одной чашки в неделю.

После предварительной беседы участникам была проведена МРТ в состоянии покоя. Лицам из группы не пьющих кофе после первого сеанса сканирования было предложено выпить кофе, затем примерно через 30 минут была проведена фМРТ.

«Кофеинизированный» мозг

До употребления кофе в группе потребителей напитка существовала склонность к паттернам с менее выраженной функциональной коннективностью (ФК) среди большинства нейросетей в головном мозге, но значительные межгрупповые различия были обнаружены только в сетях соматосенсорной коры и лимбической системы (включая правое предклинье и правую островковую долю).

Авторы отмечают, что эти эффекты были линейно связаны с частотой употребления продуктов, содержащих кофеин.

Ученые подчеркивают: описанные различия между группами уменьшались после того, как лица из группы не употребляющих выпивали кофе, что указывает на потенциальную причинно-следственную связь между употреблением кофе и снижением ФК.

Анализ коннектомов был проведен с помощью методов сетевой статистики. Обнаружено, что самые сильные нейрональные связи формировались в таламусе, мозжечке, правой постцентральной извилине, левой средней височной извилине, левой прецентральной извилине, хвостатом ядре с двух сторон и в скорлупе. После употребления кофеина у людей в группе не пьющих кофе выявился такой же профиль активности, как и у группы потребителей.

Наблюдалась отрицательная связь средних показателей ФК с частотой употребления кофеина (P < 0,001).

Динамический анализ свидетельствует о том, что одна функциональная подсистема нейросетей была активна значительно дольше у потребителей кофе, чем у тех, кто его почти не пьет (17,95 ± 18,32 с против 8,95 ± 6,13 с). Отдельный динамический анализ выявил положительную корреляционную связь между продолжительностью жизни и частотой употребления кофеина (P = 0,012).

Авторы сообщают, что после употребления кофе показатель ожидаемой продолжительности жизни в группе тех, кто не пьет кофе, стал незначительно приближаться к значениям группы потребителей, у которых он был значительно выше, чем у группы, не пьющей кофе.

Существенных различий в уровнях депрессии между группами не было обнаружено. Однако в группе потребителей кофе уровень стресса был выше (особенно относительно уровня нервного возбуждения и трудностей с расслаблением) по сравнению с группой тех, кто не употребляет кофе (средние значения составили 6,0 против 4,0). Более частое употребление кофеина было связано с повышенной тревожностью у мужчин (P = 0,023).

Авторы отмечают, что полученные сведения вносят вклад в изучение особенностей функционирования мозга в условиях употребления кофеина, последствий этого для физиологии с точки зрения развития патологических состояний, а также того, как эти изменения лежат в основе паттернов поведения, вызванных употреблением кофе.

Палка о двух концах

Комментируя данное исследование в своем интервью для «Medscape Medical News», Астрид Нелиг, почетный директор по исследованиям Французского медицинского исследовательского института (INSERM), заявляет, что снижение функциональной коннективности в соматосенсорных и других нейрональных сетях потребителей кофе представляет собой наиболее значимый и полезный паттерн связей для двигательного контроля и концентрации внимания.

В своем комментарии для «Medscape Medical News» Джонатан В. Лангер, преподаватель фармакологии Копенгагенского университета (Дания), отмечает, что исследование также демонстрирует возможную связь между привычкой употреблять кофе и более высоким уровнем стресса и тревожности.

Хотя обнаружена всего лишь некая взаимосвязь, а не причинно-следственная связь, исследование служит напоминанием о том, что употребление кофе может оказаться палкой о двух концах, так как у некоторых людей может быть негативная реакция при регулярном приеме напитка.