新研究提出了咖啡因对大脑可塑性影响的问题 – 迷途通

新研究提出了咖啡因对大脑可塑性影响的问题

11月 27, 2023                      👁️ 92
新研究提出了咖啡因对大脑可塑性影响的问题

最近的一项研究提出了长期摄入咖啡因对我们大脑适应和学习能力的影响的问题。在《精神病学前沿》上发表的一项新研究中,科学家发现,长期摄入咖啡因的人在接受大脑刺激方案时,可能会表现出大脑可塑性下降,而大脑可塑性是学习和记忆过程的关键因素。

咖啡因是咖啡、茶、苏打水和其他饮料中常见的兴奋剂。众所周知,它有助于提高警觉性和注意力,但它对大脑随时间变化和适应的能力(这一过程称为可塑性)的影响尚不清楚。

先前的研究显示咖啡因对大脑可塑性的影响好坏参半。一些研究暗示咖啡因可能会阻碍大脑的学习和适应能力,而另一些研究则提出了潜在的好处。研究人员进行这项研究的目的是调查咖啡因对人脑可塑性的影响,特别关注其对长时程增强(LTP)的影响及其与重复经颅磁刺激(rTMS)的神经调节技术的潜在相互作用。

LTP 是与突触可塑性相关的基本神经生理过程。它是指神经元之间的突触连接强度因重复和持续的刺激而持久增加。rTMS 是一种用于神经精神病学和神经科学的非侵入性神经刺激技术。它涉及使用一种特殊的设备来产生磁场,从而在大脑的特定区域感应电流。

rTMS 经常用于研究和调节大脑可塑性,包括类似 LTP 的效应。通过将重复的磁脉冲施加到特定的大脑区域,rTMS 可以诱导神经活动的变化,并可能模仿与 LTP 相关的过程。

研究作者 Joshua C. Brown(麦克莱恩医院脑刺激机制实验室主任)解释说:“虽然研究人员已经研究了急性咖啡因对 rTMS 诱导的可塑性的影响,但我们在现实世界中看到的慢性咖啡因使用尚未得到探索。” )和梅根·维涅(Megan Vigne )(巴特勒医院的神经调节研究助理)。

“更一般地说,我们总是对更好地了解临床 rTMS 中的治疗调节因素感兴趣。我们的研究有可能引发新一波研究,评估接受 rTMS 治疗的患者长期使用咖啡因的情况。”

在这项研究中,研究人员分析了之前进行的两项实验的数据,共涉及 20 名健康参与者。其中 16 人经常摄入咖啡因,4 人则不然。所有参与者均接受了 rTMS 与 NMDA 受体部分激动剂 d-环丝氨酸 (DCS) 配对。该方案被认为会诱导类似于长期增强的过程,这对于学习和记忆至关重要。

在这种刺激之前和之后,研究人员使用一种称为运动诱发电位(MEP)的方法测量了参与者的大脑反应。这些 MEP 就像大脑可塑性的窗口,使科学家能够观察大脑如何响应刺激而变化。

研究人员发现,经常摄入咖啡因的参与者与不摄入咖啡因的参与者相比,大脑反应不同。在不经常摄入咖啡因的组中,大脑对涉及 DCS 和 rTMS 的刺激方案表现出强烈的促进作用。然而,在咖啡因使用者组中,这种促进作用显着降低,类似于安慰剂组中的大脑反应。

简而言之,这意味着长期摄入咖啡因的人似乎与学习和记忆相关的大脑可塑性能力下降,尽管他们受到与不咖啡因的人相同的刺激。

“我们的数据表明,长期摄入咖啡因可能会削弱突触可塑性,而突触可塑性被认为是学习和记忆的细胞基础,”布朗和维涅告诉 PsyPost。“由于 rTMS 可能通过突触可塑性发挥其长期作用,因此长期使用咖啡因也可能会降低 rTMS 的临床效果,尽管这一点尚未得到直接研究。重要的是要记住,我们的研究结果来自小样本,在得出结论之前确实需要进行复制。”

研究人员最初假设,长期摄入咖啡因可能会增强大脑的可塑性。这一预期是基于之前的研究表明咖啡因可能对记忆力和突触强化产生积极影响。

研究人员解释说:“rTMS 后,急性咖啡因摄入会增加可塑性(通过运动诱发电位测量)。” “传统观点认为,咖啡因可以增强我们的认知能力,并且当认知能力不足时,它确实可以恢复可塑性。因此,我们特别惊讶地发现,长期咖啡因在我们的运动可塑性测定中使用了钝化的可塑性反应——这可能是非侵入性脑刺激中最常用的可塑性测定。”

“然而,一旦我们更多地思考,我们就会在大脑中始终看到这种模式。在长期的外源性兴奋或抑制下,大脑会做出同样的反应来抵消这些影响,以保持可扩展性。这个过程称为稳态可塑性。”

虽然这些发现很有趣,但值得注意的是一些局限性。与咖啡因使用者相比,该研究中不定期摄入咖啡因的参与者数量相对较少,这可能会导致结果出现偏差。此外,这项研究依赖于自我报告的咖啡因摄入量,并没有考虑参与者血液中的实际咖啡因水平。

布朗和维涅说:“重要的是要记住,我们的研究结果来自一个小样本,在得出结论之前确实需要进行复制。” “我们目前正在 TMS 诊所向患者询问咖啡因的使用情况,看看咖啡因的使用与 TMS 的临床反应之间是否存在相关性。由于咖啡因的使用如此普遍,因此有必要对其与可塑性的关系进行更多研究。”

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