Итальянские неврологи обнаружили новый и весьма неожиданный эффект кофеина на человеческий мозг. Оказалось, что популярный стимулятор способен усиливать так называемую «тормозную систему» нервной деятельности — механизм, отвечающий за подавление лишних двигательных сигналов. Открытие может повлиять не только на представления ученых о действии кофе, но и на медицинскую практику: специалисты уже предупреждают, что чашка эспрессо перед неврологическим обследованием способна исказить результаты диагностики.
Исследование провели сотрудники Римского биомедицинского кампуса. Результаты опубликованы в научном журнале Clinical Neurophysiology.
Что именно обнаружили ученые
Кофеин традиционно считается стимулятором: он повышает бодрость, ускоряет реакцию, помогает бороться с сонливостью и улучшает концентрацию внимания. Однако новое исследование показывает, что воздействие вещества на мозг гораздо сложнее.
В центре внимания ученых оказалась так называемая сенсомоторная тормозная система мозга. Это механизм, с помощью которого нервная система фильтрует внешние сигналы и подавляет ненужные движения. Благодаря этой системе человек не реагирует на каждый незначительный раздражитель и способен сохранять контроль над движениями.
Во время эксперимента исследователи проверяли, как мозг временно «приглушает» двигательную активность после получения сенсорного сигнала.
В исследовании приняли участие 20 здоровых добровольцев. В разные дни испытуемые получали либо жевательную резинку с кофеином, содержащую 200 миллиграммов вещества — примерно столько же содержится в двух чашках крепкого кофе, — либо плацебо.
После этого ученые использовали метод транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). Эта технология позволяет воздействовать на моторную кору мозга с помощью магнитных импульсов и оценивать реакцию нервной системы.
Сначала участникам подавали слабый электрический сигнал на запястье, затем — магнитный импульс на область мозга, отвечающую за движение. В нормальных условиях сенсорный сигнал на короткое время подавляет активность моторной коры, и мышечный ответ становится слабее.
Но после приема кофеина этот тормозящий эффект усиливался.
Особенно заметными изменения были в очень коротком временном промежутке — примерно через 19–21 миллисекунду после сенсорного воздействия. По словам исследователей, это указывает на то, что кофеин влияет на базовые механизмы обработки информации в центральной нервной системе.
Почему это важно
Авторы работы предполагают, что кофеин воздействует на системы мозга, связанные с двумя ключевыми нейромедиаторами — ацетилхолином и ГАМК (гамма-аминомасляной кислотой).
ГАМК играет роль главного «тормозящего» вещества мозга: именно она снижает чрезмерную активность нервных клеток. Ацетилхолин, напротив, участвует в передаче возбуждения, влияет на внимание, память и скорость обработки информации.
По сути, кофеин вмешивается в тонкий баланс между возбуждением и торможением нервной системы.
Кроме того, исследование показало, что после употребления кофе моторная кора мозга становится более чувствительной к внешней стимуляции. Это означает, что даже привычная доза кофеина способна временно менять нейрофизиологические показатели человека.
Кофе перед обследованием может стать проблемой
Ученые считают, что результаты имеют прикладное значение для неврологии и диагностики заболеваний мозга.
Сегодня методы транскраниальной магнитной стимуляции используются для оценки состояния нервной системы при самых разных заболеваниях — от болезни Паркинсона до депрессии и последствий инсульта. Однако если кофеин меняет реакцию мозга на стимуляцию, это может привести к ошибкам при интерпретации результатов.
Иными словами, выпитый перед обследованием кофе способен временно «замаскировать» нарушения или, наоборот, создать ложную картину изменений в работе мозга.
Исследователи допускают, что в будущем пациентам будут рекомендовать полностью исключать кофеин перед некоторыми неврологическими тестами — так же, как сейчас врачи просят отказаться от алкоголя или определенных лекарств.
Возможная связь с болезнью Альцгеймера и Паркинсона
Особый интерес у ученых вызывает влияние кофеина на нейродегенеративные заболевания.
При болезнях Альцгеймера и Паркинсона системы нервного торможения обычно работают хуже: мозг начинает менее эффективно фильтровать сигналы, что приводит к двигательным нарушениям и когнитивным проблемам.
Теперь исследователи планируют проверить, способен ли кофеин временно компенсировать часть этих нарушений или, напротив, усиливает патологические процессы.
Это особенно важно на фоне многолетних дискуссий о пользе кофе для мозга. Ряд предыдущих исследований показывал, что умеренное потребление кофе может снижать риск болезни Паркинсона и некоторых форм деменции. Однако точные механизмы такого эффекта до сих пор остаются неясными.
Новое открытие может стать еще одним элементом этой сложной картины.
Кофеин — не такой простой стимулятор, как казалось
Работа итальянских ученых вновь показывает: кофеин нельзя рассматривать исключительно как средство для бодрости.
Даже обычная чашка кофе запускает сложные процессы в центральной нервной системе, влияя не только на внимание и уровень энергии, но и на фундаментальные механизмы работы мозга.
Для большинства людей это не представляет опасности. Однако исследование подчеркивает: воздействие кофеина гораздо глубже, чем принято считать, а его влияние на нейрофизиологию человека еще далеко не изучено полностью.
Ранее журналисты сайта «Пронедра» писали, что кофе против старения: техасские ученые нашли молекулярный механизм долголетия