القهوة يمكن أن تساعدك على البقاء مستيقظا. ولكن ما الذي يفعله الكافيين فعليًا بعقلك عندما تكون نائمًا؟ باستخدام الذكاء الاصطناعي، توصل فريق من الباحثين إلى إجابة: إنه يؤثر على "حرجية" الدماغ.
لا يوجد الكافيين في القهوة فحسب، بل يوجد أيضًا في الشاي والشوكولاتة ومشروبات الطاقة والعديد من المشروبات الغازية، مما يجعله أحد أكثر المواد ذات التأثير النفساني استهلاكًا على نطاق واسع في العالم.
وفي دراسة نشرت في أبريل في مجلة Nature Communications Biology، قام فريق من الباحثين من الجامعة؛ ألقى دي مونتريال ضوءًا جديدًا على كيفية تأثير الكافيين على النوم والتأثير على تعافي الدماغ - الجسدي والمعرفي - بين عشية وضحاها.
قاد البحث فيليب ثولك، وهو متدرب بحثي في مختبر علم الأعصاب الإدراكي والحاسوبي (CoCo Lab) التابع لـ UdeM، وشارك في قيادته مدير المختبر كريم جيربي، أستاذ علم النفس والباحث في ميلا - معهد كيبيك للذكاء الاصطناعي.
من خلال العمل مع أستاذة علم نفس النوم والشيخوخة جولي كاريير وفريقها في مركز UdeM للأبحاث المتقدمة في طب النوم، استخدم العلماء الذكاء الاصطناعي وتخطيط كهربية الدماغ (EEG) لدراسة تأثير الكافيين على النوم.
لقد أظهروا لأول مرة أن الكافيين يزيد من تعقيد إشارات الدماغ ويعزز "أهمية" الدماغ. أثناء النوم. ومن المثير للاهتمام أن هذا كان أكثر وضوحا لدى البالغين الأصغر سنا.
"الحرجية تصف حالة الدماغ المتوازنة بين النظام والفوضى". قال الجربي. "إنها مثل الأوركسترا: هادئة للغاية ولا يحدث شيء، فوضوية للغاية وهناك نشاز. إن الأهمية الحرجة هي الوسيلة السعيدة حيث يكون نشاط الدماغ منظمًا ومرنًا. في هذه الحالة، يعمل الدماغ على النحو الأمثل: يمكنه معالجة المعلومات بكفاءة، والتكيف بسرعة، والتعلم واتخاذ القرارات بخفة الحركة.
وأضاف الناقل: "الكافيين يحفز الدماغ ويدفعه إلى حالة حرجة، حيث يكون أكثر يقظة وتنبيهاً وتفاعلاً. وفي حين أن هذا مفيد أثناء النهار للتركيز، إلا أن هذه الحالة يمكن أن تتعارض مع الراحة ليلاً: فالدماغ لن يسترخي ولا يتعافى بشكل صحيح."
ولدراسة كيفية تأثير الكافيين على الدماغ النائم، سجل فريق كاريير نشاط الدماغ الليلي لـ 40 من البالغين الأصحاء باستخدام مخطط كهربية الدماغ. وقارنوا نشاط دماغ كل مشارك في ليلتين منفصلتين - إحداهما عندما تناولوا كبسولات الكافيين ثلاث ساعات ثم قبل ساعة واحدة من موعد النوم، والأخرى عندما تناولوا دواءً وهمياً في نفس الأوقات.
«لقد استخدمنا التحليل الإحصائي المتقدم والذكاء الاصطناعي لتحديد التغيرات الطفيفة في نشاط الخلايا العصبية». قال ثولك، المؤلف الأول للدراسة.