اثرات قهوه
قهوه پرمصرف ترین نوشیدنی است. به دلیل تأثیرات کوتاه مدت آن بر توجه، خواب و حافظه و تأثیر طولانی مدت آن در بروز بیماری های مختلف و در طول سالمندی، برای سلامتی انسان بسیار مفید است. قهوه دارای ترکیبات مختلفی است که می تواند بر سلامت انسان تأثیر بگذارد. مهم ترین ترکیب آن کافئین است، که یک محرک پر مصرف در جهان است.
علیرغم استفاده گسترده از آن، شگفت آور است که توجه داشته باشید که توصیف کامل اثرات مزمن قهوه بر مغز انسان هنوز وجود ندارد. هدف ما در کار حاضر پرداختن به آن مسئله است.
در مغز، کافئین به عنوان آنتاگونیست گیرنده های آدنوزین A1 و A2A عمل می کند. منجر به تحریک پذیری زیاد سیستم عصبی مرکزی می شود. این امر باعث ایجاد اثرات حاد در حوزه های مختلف مانند استقامت جسمانی، هوشیاری، مهارت، خلق و خو، حافظه و عملکرد شناختی می شود.
مصرف قهوه و اضطراب
همچنین شواهدی وجود دارد که نشان می دهد مصرف قهوه/کافئین می تواند اضطراب را کم کند. اگرچه دوزهای بالاتر کافئین ممکن است با ایجاد اختلال در محور استرس شود. درنتیجه می تواند مضطرب کننده باشد.
از سوی دیگر، مطالعات اپیدمیولوژیکی و حیوانی نشان می دهد که قهوه، کافئین و آنتاگونیست های گیرنده آدنوزین، بار اختلالات تخریب کننده عصبی مانند آلزایمر یا اختلالات روانی مانند افسردگی را کاهش می دهند. در واقع، به نظر می رسد تضاد مزمن گیرنده های A1 یا A2 باعث اضطراب بیشتر می شود.
براساس میزان مصرف قهوه و تغییر نسبت گیرنده های کافئینی، اثرات کوتاه مدت و طولانی مدت آن قابل توجیه است. مساله ای که ثابت شده این است که در طولانی مدت، مصرف قهوه منجر به حفاظت از سلول های عصبی می شود.
عملکرد مغز انسان و مصرف قهوه
تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI) به شما امکان می دهد عملکرد مغز انسان را در حین انجام وظایف مختلف یا در حالت استراحت، به صورت غیرتهاجمی مطالعه کنید. تا کنون، بیشتر مطالعات با استفاده از fMRI بر اندازه گیری اثرات حاد مصرف کافئین در مغز متمرکز شده است.
به طور خلاصه، آنها افزایش مربوط به کافئین در سیگنال وابسته به اکسیژن رسانی خون (BOLD) را در نواحی مختلف قشری و زیر قشری حین یک کار بینایی-حرکتی گزارش کرده اند.
مطالعات بسیار کمی برای بررسی اثرات حاد کافئین در اتصال عملکردی (FC) در حالت استراحت انجام شده است.
در اینجا ما برای اولین بار اثرات مصرف معمول قهوه را بر شبکه های مغزی انسان شرح می دهیم.
مطالعه ما ثابت کرد:
افرادی که به طور معمول قهوه مصرف می کردند (CD)، با افرادی که قهوه مصرف نمی کنند (NCD)، الگوهای عملکردی شبکه های مغزی اشان متفاوت است.
نتایج ما نشان داد که اتصال عملکردی شبکه های حسی و عضلانی در گروه CD، که با فراوانی مصرف محصولات کافئین دار ارتباط دارد کاهش یافته است. چنین تغییراتی در NCD پس از مصرف قهوه دیده شد. نتایج احتمال علیت بین مصرف قهوه و الگوهای تغییر یافته اتصال شبکه مغزی را نشان می دهد.
کاهش اتصالات عملکردی در شبکه های حسی و مرتبط در گروه اول، به احتمال زیاد نشان دهنده الگوی کارآمدتر و مفیدتری از ارتباطات با توجه به کنترل و هوشیاری سیستم حرکتی است.
شبکه دیگر که تحت تأثیر نوشیدن قهوه بود:
شبکه لیمبیک بود که در پردازش ورودی حسی از محیط بیرونی و داخلی نقش دارد. علاوه براین، این شبکه با تعدیل حافظه و انگیزه، پاسخ های احساسی، خودمختار، حرکتی و شناختی در ارتباط است.
تجزیه و تحلیل بخش های عملکردی کلی با استفاده از NBS نشان داد که شبکه هایی تحت تأثیر مصرف معمول کافئین قرار گرفته اند. این شبکه گسترده که اتصالات عملکردی اش کاهش یافته است شامل مناطق مخچه ای، زیر قشری (مخطط و تالاموس) و مناطقی از قشر حرکتی است.
جالب است که درگیری دو طرفه واضحی از اجسام مخطط و تالاموس وجود دارد. اینها به ترتیب دارای بیشترین تراکم گیرنده های A2A و A1 در مغز هستند. کافئین در این مناطق، بر حلقه های قشری-مخططی-تالاموسی و مخچه ای-تالاموکورتیکال که با انواع فرآیندهای عصبی مرتبط هستند، تأثیر می گذارد.
بنابراین:
کاهش اتصال عملکردی مشاهده شده در حالت استراحت در این شبکه در افراد که کافئین مصرف می کنند، تفکیک بیشتری از این مناطق با وابستگی های بین منطقه ای کمتر را نشان می دهد. این به نفع کارایی بیشتر در این حلقه ها است.
مطالعه قبلی گزارش داده بود که کافئین، آنتروپی مغز را افزایش می دهد. نشان دهنده ظرفیت پردازش اطلاعات بالاتر در سراسر قشر مغز است.
شبکه هایی شامل مخچه، تالاموس و شکنج های پاراهیپوکامپ، زبانی و خلفی-تحتانی، در زمینه مصرف کافئین تحت تاثیر قرار می گیرند. کافئین باعث افزایش توجه، هوشیاری و برانگیختگی می شود. در واقع، گره های دخیل در این شبکه با پردازش بینایی پیوند داده می شوند. در این میان، تالاموس برای توزیع کنترل شناختی بسیار مهم است.
بخش هایی که تحت تاثیر قهوه قرار گرفته اند چه نقشی دارند؟
شکنج اکسیپیتال(خلفی) تحتانی و زبانی در پردازش بینایی نقش دارند. در حالی که پاراهپیوکامپ در کدگذاری و بازیابی حافظه نقش دارد. مورد دوم ممکن است توضیح دهد که چرا کافئین فرایندهای مربوط به حافظه را تسهیل می کند.
سرانجام، شواهد قوی نشان داد که اتصالات عملکردی بین مخچه، که در پردازش حسی نقش دارد و تعدادی از قشرهای حسی افزایش می یابد. این مورد توجیه کننده افزایش هوشیاری/توجه و آمادگی بینایی برای درک حسی در بین افرادی که به طور معمول قهوه مصرف می کنند است.
مصرف بیشتر قهوه/کافئین منجر به افزایش استرس و اضطراب می شود.
طبق مطالعات ثابت شده است که مصرف بیش از حد کافئین در انسان باعث ایجاد اضطراب می شود. اما مطالعات نشان داده است که مصرف طولانی مدت کافئین، در جوندگان در دوران استرس، ممکن است به حفظ هموستاز سیناپسی کمک کند. همچنین از اختلالات خلقی جلوگیری کند.
روشهای مورد استفاده در مطالعه حاضر به ما اجازه نمی دهد روابط دقیقی بین نتایج روانی و تصویر عصبی و میزان و متابولیسم کافئین به طور جداگانه در بین افراد ایجاد کنیم.
مطالعه پاسخ های فردی به اثرات حاد و مزمن مصرف محصولات کافئین دار، کاری پیچیده است. افراد را ملزم می سازد تا عادات روزانه خود را با رژیم های سخت تطبیق دهند. بر اساس تجربیات ما، به کارگیری افراد برای یک مطالعه مناسب متعادل نیز دشوار است. زیرا افراد NCD انگیزه کافی برای شرکت در مطالعات مربوط به عملکرد کافئین را ندارند.
با این وجود:
ما در حال حاضر، استراتژی های جایگزینی را توسعه می دهیم. مواردی که به ما امکان می دهد دوزهای کالیبره شده کافئین را در جلسات اسکن fMRI ارائه دهیم. تا اثرات آن را از عوامل دیگر (به عنوان مثال استرس) تشخیص دهیم.
کارهای آینده ما همچنین تفاوت های بین فردی در پاسخ به مصرف کافئین، تجربه ذهنی مصرف قهوه و همچنین تأثیر عوامل اضافی مانند مصرف الکل و دخانیات را بررسی خواهد کرد.
علیرغم وجود چنین شکاف هایی، داده های ارائه شده در اینجا نشان دهنده کمک به دانش “مغز کافئین دار” و چگونگی ایجاد این تغییرات در اثرات رفتاری ناشی از مصرف قهوه، با پیامدهایی برای شرایط فیزیولوژیکی و آسیب شناختی است.
خلاصه
قهوه بیشترین منبع مصرف کافئین در سراسر جهان است. متیل گزانتین موجود در قهوه اثرات روان گردان دارد. جالب اینجاست که تأثیرات مصرف مزمن آن بر شبکه های عملکردی ذاتی مغز هنوز ناشناخته است. این مطالعه اولین توصیف گسترده اثرات مصرف مزمن قهوه بر شبکه های مغزی انسان را ارائه می دهد.
در این پژوهش، افراد مورد مطالعه به دو گروه تقسیم شدند:
- کسانی که به طور معمول قهوه مصرف می کنند (CD) یا قهوه خوران معمولی.
- افرادی که قهوه مصرف نمی کردند (NCD).
fMRI شرکت کنندگان ثبت شد. افراد از نظر نمرات استرس، اضطراب و افسردگی نیز مورد ارزیابی قرار گرفتند.
در ارزیابی تصویربرداری عصبی، در گروه مصرف کنندگان قهوه، طبق تجزیه و تحلیل مولفه های مستقل، مشخص شد که ارتباط عملکردی در شبکه های حسی و لیمبیک وجود دارد. در این گروه همچنین مشاده کردیم که عملکرد شبکه ای شامل مناطق زیر قشری و خلفی مغز مرتبط با پردازش حسی و حرکتی ارتباط دارند.
علاوه بر این:
در این افراد، نتایج نشان می دهد که طول عمر یک شبکه کاربردی شامل مناطق زیر قشری، شبکه بینایی و مخچه بیشتر است. نکته مهم این است که همه این تفاوت ها به فراوانی مصرف کافئین بستگی دارد و پس از نوشیدن قهوه توسط گروه دیگر نیز ایجاد می شود.
در گروه مصرف کننده قهوه (CD)، سطح استرس نسبت به افرادی که قهوه مصرف نمی کردند (NCD) بالاتر بود. اما هیچ اثر دیگری در این ارزیابی روانشناختی مشاهده نشد. افزایش دفعات مصرف کافئین نیز با افزایش اضطراب در مردان ارتباط داشت.
در نتیجه، مصرف بیشتر قهوه و محصولات کافئین دار بر ارتباط عملکردی مغز در حالت استراحت و بر احساسات، هوشیاری و آمادگی برای انجام اقدامات تأثیر می گذارد.
منبع: https://doi.org/10.1038/s41380-021-01075-4
درباره نویسنده
خجسته رحیمی جابری، پژوهشگر دکترای تخصصی علوم اعصاب دانشگاه علوم پزشکی شیراز و نویسنده وب سایت انستیتو سلامت مغز دانا. زمینه کاری تخصصی ایشان مشکلات حافظه و آلزایمر است وی بیش از 20 مقاله معتبر بین المللی در این زمینه به چاپ رسانده است. می توانید پژوهش های او را در اینجا (کلیک کنید) دنبال کنید.