喝咖啡提神的神经科学机制

摘要：喝咖啡可以提高警觉性，让人们做好从休息模式切换到任务模式的准备，而不仅仅是喝咖啡因。

研究人员发现，喝咖啡会降低大脑默认模式网络（参与内省）的连接性，表明已准备好继续执行任务。然而，喝咖啡也增强了高级视觉网络和右执行控制网络的连接性，这些网络涉及工作记忆和认知控制。

这种连通性的增加并不是仅靠咖啡因就能实现的，这表明完整的咖啡体验，而不仅仅是咖啡因，有助于提高警觉性和认知准备度。

关键事实：

研究发现，喝咖啡会降低大脑默认模式网络的连接性，使个体更容易从休息模式切换到任务模式。
喝咖啡还可以增加高级视觉网络和正确执行控制网络的连接性，有助于工作记忆和认知控制。
单独使用咖啡因并没有观察到这些对大脑连接的有益影响，这表明喝咖啡的完整体验在提高警觉性和认知准备度方面发挥着重要作用。

对于许多人来说，直到咖啡杯空了才开始新的一天。人们通常认为咖啡可以让人感觉更加清醒，因此人们喝咖啡来唤醒自己并提高效率。

葡萄牙科学家对咖啡饮用者进行了研究，以了解这种提神作用是否取决于咖啡因的特性，或者是否与喝咖啡的体验有关。

这显示了一杯咖啡。
科学家发现，早上喝咖啡所带来的提振效果无法用普通咖啡因来复制。图片来源：神经科学新闻
“人们普遍期望咖啡能提高警觉性和精神运动功能，”行为神经科学前沿研究的通讯作者、该杂志的现场主编、米尼奥大学的努诺·苏萨教授说。

“当你更好地理解生物现象背后的机制时，你就打开了探索可能调节它的因素，甚至该机制的潜在好处的途径。”

咖啡因启动

科学家招募了每天至少喝一杯咖啡的人，并要求他们在研究前至少三个小时内不要进食或饮用含咖啡因的饮料。

他们采访了参与者以收集社会人口统计数据，然后进行了两次简短的功能性 MRI 扫描：一次是在服用咖啡因或饮用一杯标准化咖啡之前，另一次是在服用咖啡因或饮用一杯标准化咖啡后 30 分钟。在功能性核磁共振扫描过程中，参与者被要求放松并让他们的思绪游离。

由于已知喝咖啡对神经化学的影响，科学家们预计功能性核磁共振扫描将显示，喝咖啡的人与前额叶皮层（与执行记忆相关）和默认模式网络（参与内省和自我反省过程）相关的网络具有更高的整合度。

他们发现，喝咖啡和服用咖啡因后，默认模式网络的连接性都会下降，这表明饮用咖啡因或咖啡会让人们更容易从休息状态转移到工作状态。

在床的右侧醒来

然而，喝咖啡还增加了高级视觉网络和右执行控制网络的连接性，这些网络是大脑中涉及工作记忆、认知控制和目标导向行为的部分。

当参与者只摄入咖啡因时，这种情况就不会发生。换句话说，如果你不仅想要保持警觉，而且想要做好准备，单靠咖啡因是不够的——你需要体验那杯咖啡。

第一作者、海梅一世大学的 Maria Picó-Pérez 博士说：“大量喝咖啡会降低默认模式网络大脑区域之间的功能连接，该网络与参与者休息时的自我参照过程相关。”

“喝咖啡后，体感/运动网络和前额皮质之间的功能连接也减少了，而高级视觉区域和右侧执行控制网络的连接增加了。简而言之，受试者在喝咖啡后更容易采取行动，并对外部刺激更加警觉。”

“考虑到我们发现的一些效果是由咖啡因重现的，我们可以预期其他含咖啡因的饮料也会产生一些效果，”皮科-佩雷斯补充道。

“然而，其他人则因饮料的特殊气味和味道，或与饮用该饮料相关的心理预期等因素而特定于喝咖啡。”

作者指出，喝不含咖啡因的咖啡的体验可能会带来这些好处：这项研究无法区分单独的体验和与咖啡因结合的体验的效果。

还有一种假设认为，喝咖啡的人声称的好处可能是由于戒断症状的缓解，但本研究并未对此进行测试。

“在静息状态序列中研究了连接性的变化。任何与心理和认知过程的关联都是根据所发现的区域和网络的共同功能来解释的，但它没有经过直接测试，”苏萨警告说。

“此外，参与者之间的咖啡因代谢可能存在个体差异，这在未来值得探索。” (责任编辑：泉水)

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