Потребление кофеина, равное двум чашкам кофе, усиливает временную способность мозга подавлять собственные моторные сигналы в ответ на сенсорные стимулы.
Неврологи часто применяют транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС) для изучения взаимодействия между различными зонами мозга. Электромагнитная катушка, расположенная на голове, передаёт короткие магнитные импульсы через череп в нервные ткани. Когда импульс достигает первичной моторной коры, он вызывает слабые электрические токи, которые формируют сигналы, идущие к телу, например, заставляя подергиваться мышцу у основания большого пальца.
Ученые также используют специальный тестовый протокол — короткую латентную афферентную ингибицию. Испытуемому посылается слабый электрический импульс на нерв в запястье незадолго до магнитного импульса в мозг. Сенсорный сигнал от запястья достигает соматосенсорной области мозга и временно подавляет моторную кору. В результате подергивание мышцы оказывается значительно меньшим, чем при отсутствии предшествующего сигнала от запястья. Эта кратковременная супрессия требует координации специфических химических медиаторов в мозге, включая гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК) и ацетилхолин.
Камилла Каррозо и её коллеги из Университета Кампус Био-Медико в Риме стремились выяснить, как обычные диетические стимуляторы влияют на эти показатели. Миллионы людей ежедневно употребляют кофеин для бодрствования и повышения концентрации. При стандартных дозах кофеин блокирует рецепторы аденозина — вещества, которое обычно вызывает сонливость. Это запускает цепную реакцию, увеличивая высвобождение других нейротрансмиттеров, таких как ацетилхолин и ГАМК.
Исследовательская группа собрала 20 здоровых взрослых, возраст которых варьировался от 20 до 42 лет. Участники воздерживались от кофеинсодержащих напитков в течение 12 часов перед тестированием. Каждого из них проверяли дважды: в один день они жевали энергетическую жвачку с 200 миллиграммами кофеина (что соответствует одной чашке крепкого кофе), в другой — аналогичную плацебо-жвачку. Эксперимент проводился в двойном слепом режиме — ни участники, ни исследователи не знали, какую жвачку использовали.
Результаты показали зависимость от метода измерения. При использовании постоянного магнитного стимула кофеин усиливал тормозящую активность мозга — сенсорная система более эффективно подавляла моторную кору по сравнению с плацебо. Эффект достигал максимума, когда сенсорный импульс предшествовал магнитному на 19-21 миллисекунду. Однако при втором методе измерения, когда оборудование адаптировало силу магнитного поля для поддержания постоянного подергивания мышцы, значимых различий не было.
Исследователи предполагают, что различия связаны с тем, что кофеин избирательно воздействует на более глубокие нейронные цепи моторной коры. Поскольку даже умеренное употребление кофеина изменяет некоторые параметры мозговой активности, врачам стоит рекомендовать пациентам воздерживаться от кофе перед прохождением определённых диагностических тестов. В дальнейшем группа планирует изучить эту динамику у пациентов с болезнями Альцгеймера и Паркинсона.
Повседневные привычки могут влиять на результаты неврологических тестов, и это необходимо учитывать при диагностике когнитивных расстройств.
Фото: hi-tech.mail.ru