Caffè-Immagine Credito: Creato utilizzando DALL·E / Prompt di Karim Jerbi.
La caffeina non si trova solo nel caffè, ma anche nel tè, nel cioccolato, nelle bevande energetiche e in molte bevande analcoliche, il che la rende una delle sostanze psicoattive più consumate al mondo.
Per molti, assaporare i delicati aromi di un caffè espresso è in cima alla lista dei piccoli piaceri della vita. Purtroppo, sebbene i prodotti contenenti caffeina abbiano una serie di effetti positivi, come una maggiore attenzione, concentrazione mentale e prestazioni cognitive, hanno anche un effetto dirompente sulla qualità del sonno, fondamentale per la salute e il benessere generale.
D’altra parte, è stato dimostrato che la caffeina possiede proprietà neuroprotettive, in particolare contro il morbo di Parkinson, il che ne complica ulteriormente l’impatto sulla salute. La caffeina è uno stimolante psicoattivo che viene consumato quotidianamente da persone di tutte le età attraverso un’ampia varietà di prodotti come caffè, tè, bibite analcoliche, bevande energetiche, cioccolato e diversi farmaci. È quindi fondamentale comprendere come la caffeina influenzi il cervello durante il sonno e in base all’età.
In uno studio pubblicato ad aprile su Nature Communications Biology, un team di ricercatori dell’Università di Montréal ha fatto nuova luce sul modo in cui la caffeina può modificare il sonno e influenzare il recupero del cervello, sia fisico che cognitivo, durante la notte.
La ricerca è stata guidata da Philipp Thölke, tirocinante ricercatore presso il Laboratorio di neuroscienze cognitive e computazionali (CoCo Lab) dell’UdeM, e co-diretta dal Direttore del laboratorio Karim Jerbi, Professore di psicologia e ricercatore presso il Mila – Quebec AI Institute.
Spiegano gli autori:
“La caffeina influisce sulla qualità del sonno in diversi modi. Aumenta la latenza del sonno (ovvero il tempo necessario per addormentarsi) e diminuisce l’efficienza del sonno (il rapporto tra il tempo totale di sonno e il tempo trascorso a letto). La riduzione della durata del sonno causata dall’assunzione di caffeina è particolarmente visibile nella quantità di tempo trascorso nella fase di sonno S2. Inoltre, è stato riscontrato che sia l’assunzione acuta che quella regolare di caffeina durante il giorno ritardano l’induzione del sonno con movimenti oculari rapidi (REM) e portano a una riduzione della qualità del risveglio. Tuttavia, uno studio recente ha proposto che la riduzione della durata del sonno indotta dalla caffeina osservata negli esseri umani potrebbe essere attribuita a una mancanza di flessibilità negli orari di risveglio anziché essere un effetto diretto della caffeina. Tuttavia, la mancanza di sonno e i disturbi del sonno possono portare al deterioramento del corretto funzionamento dei processi cerebrali correlati al sonno, all’aumento di peso, all’ipertensione, alle malattie cardiovascolari, al diabete, e ad aumentare il rischio di depressione”.
In collaborazione con la Prof.ssa di psicologia del sonno e dell’invecchiamento Julie Carrier e il suo team presso il Centro di ricerca avanzata in medicina del sonno dell’UdeM, gli scienziati hanno utilizzato l’intelligenza artificiale e l’elettroencefalografia (EEG) per studiare gli effetti della caffeina sul sonno.
Hanno dimostrato per la prima volta che la caffeina aumenta la complessità dei segnali cerebrali e aumenta la “criticità” cerebrale durante il sonno. È interessante notare che questo effetto era più pronunciato nei giovani adulti.
“La criticità descrive uno stato del cervello in equilibrio tra ordine e caos“, ha detto Jerbi. “È come un’orchestra: troppo silenziosa e non succede nulla, troppo caotica e si crea cacofonia. La criticità è il giusto mezzo in cui l’attività cerebrale è sia organizzata che flessibile. In questo stato, il cervello funziona in modo ottimale: può elaborare le informazioni in modo efficiente, adattarsi rapidamente, imparare e prendere decisioni con agilità“.
Carrier ha aggiunto: “La caffeina stimola il cervello e lo spinge in uno stato di criticità, in cui è più sveglio, vigile e reattivo. Mentre questo è utile durante il giorno per la concentrazione, questo stato potrebbe interferire con il riposo notturno: il cervello non si rilasserebbe né si riprenderebbe correttamente“.
40 adulti studiati
Per studiare come la caffeina influisce sul cervello durante il sonno, il team di Carrier ha registrato l’attività cerebrale notturna di 40 adulti sani utilizzando un elettroencefalogramma. I ricercattori hanno confrontato l’attività cerebrale di ciascun partecipante in due notti separate: una quando hanno assunto capsule di caffeina tre ore prima e poi un’ora prima di coricarsi, e un’altra quando hanno assunto un placebo agli stessi orari.
“Abbiamo utilizzato analisi statistiche avanzate e intelligenza artificiale per identificare sottili cambiamenti nell’attività neuronale“, ha affermato Thölke, primo autore dello studio. “I risultati hanno mostrato che la caffeina aumentava la complessità dei segnali cerebrali, riflettendo un’attività neuronale più dinamica e meno prevedibile, soprattutto durante la fase del sonno non-REM (non-rapid eye movement), cruciale per il consolidamento della memoria e il recupero cognitivo“.
I ricercatori hanno anche scoperto sorprendenti cambiamenti nei ritmi elettrici del cervello durante il sonno: la caffeina attenuava le oscillazioni più lente, come le onde theta e alfa, generalmente associate al sonno profondo e ristoratore e stimolava l’attività delle onde beta, più comuni durante la veglia e l’attività mentale.
“Questi cambiamenti suggeriscono che anche durante il sonno, il cervello rimane in uno stato più attivo e meno ristoratore sotto l’effetto della caffeina“, afferma Jerbi, che detiene anche la Cattedra di Ricerca Canadese in Neuroscienze Computazionali e Neuroimaging Cognitivo. “Questa alterazione dell’attività ritmica del cervello potrebbe contribuire a spiegare perché la caffeina influenzi l’efficienza con cui il cervello si rigenera durante la notte, con potenziali conseguenze sull’elaborazione della memoria“.
Le persone ventenni sono maggiormente colpite
Lo studio ha inoltre dimostrato che gli effetti della caffeina sulle dinamiche cerebrali erano significativamente più pronunciati nei giovani adulti di età compresa tra 20 e 27 anni rispetto ai partecipanti di mezza età di età compresa tra 41 e 58 anni, soprattutto durante la fase REM del sonno, quella associata ai sogni.
I giovani adulti hanno mostrato una maggiore risposta alla caffeina, probabilmente dovuta a una maggiore densità di recettori dell’adenosina nel cervello. L’adenosina è una molecola che si accumula gradualmente nel cervello durante il giorno, causando una sensazione di affaticamento.
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“I recettori dell’adenosina diminuiscono naturalmente con l’età, riducendo la capacità della caffeina di bloccarli e di migliorare la complessità del cervello, il che potrebbe in parte spiegare il ridotto effetto della caffeina osservato nei partecipanti di mezza età“, ha affermato Carrier.
Queste differenze legate all’età suggeriscono che i cervelli più giovani potrebbero essere più sensibili agli effetti stimolanti del caffè. Dato l’uso diffuso della caffeina in tutto il mondo, soprattutto come rimedio quotidiano contro la stanchezza, i ricercatori sottolineano l’importanza di comprenderne i complessi effetti sull’attività cerebrale in diverse fasce d’età e condizioni di salute.
Fonte: Nature