Кофеин — самое распространенное психоактивное вещество в мире, известное своей способностью повышать бдительность и ослаблять когнитивные нарушения, вызванные недостатком сна. Однако как острая потеря сна, так и ежедневное потребление кофеина связаны с уменьшением объема серого вещества — ключевого компонента мозга, участвующего в обработке информации и регулировании различных когнитивных функций.
Аденозиновые рецепторы А1 — тип рецепторов в мозге, играющих важную роль в регуляции нейронной активности и способствующих сну. Это часть аденозиновой системы, помогающей сбалансировать расход энергии и поддерживать гомеостаз. Кофеин действует как антагонист этих рецепторов, блокируя их действие и тем самым повышая бдительность и противодействуя сонливости.
В исследовании приняли участие 36 здоровых взрослых в возрасте около 29 лет. В повседневной жизни участники употребляли мало кофеина и не курили. В течение девяти дней одна часть испытуемых пила кофе с кофеином, другая — без кофеина. Участники сначала спали по 8 часов за ночь, потом испытали пять дней хронического недосыпа, когда спали не более 5 часов.
Результаты показали, что хроническое ограничение сна приводило к изменениям объема серого вещества, на которые существенно влияло потребление кофеина. У участников, не употреблявших кофеин во время фазы ограничения сна, наблюдалось увеличение объема серого вещества в нескольких областях мозга, включая префронтальную кору, височно-затылочную кору и таламус. Эти области связаны с различными когнитивными и сенсорными функциями, что указывает на потенциальную компенсаторную реакцию на потерю сна.
Любопытно, что у участников, употреблявших кофеин после недосыпа, наблюдалось уменьшение объема серого вещества в этих же областях. Это означает, что кофеин может подавлять компенсаторные механизмы мозга в периоды недостаточного сна, что усугубляет негативное влияние потери сна на структуру мозга.
Индивидуальные различия в наличии аденозиновых рецепторов сыграли большую роль в уровне изменений серого вещества. У людей с более низким исходным уровнем аденозиновых рецепторов объем серого вещества сокращался сильнее.
«Люди с более высоким уровнем A1R, по-видимому, более устойчивы к воздействию кофеина на серое вещество», — отмечают ученые. Еще одна хорошая новость: после восстановления сна и 30-часовой отмены кофеина большинство изменений в сером веществе исчезли. Впрочем, сохранилось увеличение дорсолатеральной префронтальной коры, связанное с хроническим недосыпом, и уменьшение таламуса, связанное с употреблением кофеина. Серьезное сокращение объема серого вещества по сравнению с теми, кто не употреблял кофеин.серьезное сокращение объема серого вещества по сравнению с теми, кто не употреблял кофеин.