随着现代生活节奏的加快，咖啡因作为世界最广泛消费的兴奋剂之一，已经深深融入了人们的日常生活中。无论是清晨的一杯咖啡，还是下午的茶饮，甚至是巧克力和各类能量饮料，咖啡因的摄入几乎无处不在。尽管它为许多人带来了精神上的提振，但近期来自蒙特利尔大学的科研团队发布了一项引人深思的研究，揭示了咖啡因在睡眠中对大脑的深远影响，提醒我们重新审视咖啡因对健康的潜在风险。研究由蒙特利尔大学认知和计算神经科学实验室的研究员Philipp Thölke带领，并与睡眠及老龄化专家Julie Carrier及魁北克人工智能研究院的Karim Jerbi教授合作完成。团队运用先进的人工智能技术结合脑电图（EEG）数据，深入探究了咖啡因如何影响大脑夜间的活动状态。研究首次证明，摄入咖啡因后，大脑在睡眠过程中表现出更高的信号复杂性以及增强的“临界状态”——这是一种介于混乱与秩序之间的平衡状态，代表大脑最佳的功能状态。
Karim Jerbi教授用乐团演奏来形象比喻这一状态：过于安静则毫无动静，过于混乱则嘈杂失序，而临界状态则是完美平衡，能够高效处理信息、灵活应变并促进学习和决策。然而，虽然这一状态在白天有助于注意力集中和反应灵敏，但在夜间则可能阻碍大脑放松和恢复。Julie Carrier指出，咖啡因将大脑推向一种更为“清醒”和敏感的状态，妨碍其进入深度休息阶段。实验中，研究团队对40名健康成人进行了脑电图监测，对比了他们在摄取咖啡因胶囊（分别在睡前1小时和3小时前）与安慰剂条件下的夜间脑活动。研究发现，咖啡因显著增加了脑电信号的动态复杂性，尤其在非快速眼动（NREM）睡眠阶段尤为明显。该阶段对记忆巩固及认知恢复极为重要。
脑电节律方面，咖啡因减少了与深度睡眠相关的慢波活动（θ波和α波），而对应的是活跃状态下常见的β波活动增强。这表明即使在睡眠时，大脑也维持着较高的觉醒和思维活跃水平，导致睡眠质量下降及恢复效率受损。更令人关注的是，咖啡因对年龄不同人群的影响并不一致。研究显示，20至27岁的年轻成年人大脑对咖啡因刺激反应更强烈，特别是在快速眼动（REM）睡眠阶段——与梦境密切相关的时期。相比之下，中年组（41至58岁）受咖啡因影响较小。这种差异可能与脑内腺苷受体的密度有关。
腺苷是一种随日间活动积累而产生疲劳感的分子，年轻人脑中腺苷受体密度更高，使咖啡因能够更有效地阻断腺苷的作用，从而加强大脑复杂性和活动水平。随着年龄增长，受体数量下降，咖啡因的刺激作用也相应减弱。这一发现引发了对青少年和儿童长期饮用含咖啡因饮料的担忧。正如多位网友所指出的，许多5至16岁的青少年每天摄入大量咖啡因，这可能对处于发育阶段的大脑产生难以预料的影响。研究团队呼吁，需要开展更多纵向研究，来明确咖啡因引起的神经激活变化对认知健康和日常功能的长远影响，以帮助制定科学的咖啡因摄入指南，尤其针对不同年龄段人群。科学家们强调，虽然咖啡因能提升日间的警觉和工作效率，但晚间摄入可能打乱睡眠节律，妨碍身体及大脑的修复过程。
长此以往，睡眠质量的下降可能导致记忆力减退、认知功能障碍甚至情绪问题。因此，合理调控咖啡因摄入时间和剂量，尤其是在晚间避免摄入，成为维持健康和保证良好睡眠的重要措施之一。综上所述，这项研究不仅为我们揭示了咖啡因影响睡眠的大脑机制，也为公众了解如何科学饮用含咖啡因饮料提供了宝贵参考。未来，随着更多科研的深入，人们或将获得更加个性化的咖啡因摄入建议，从而实现提升生活质量与保持身心健康的平衡。
