Кофеин, гены и угар эмоций: как кофе превращает вас в зомби

Кофеин и когнитивные функции: новое исследование раскрывает генетические различия в умственной деятельности.
Новое исследование, опубликованное в журнале "Журнал психофармакологии", показало, что влияние кофеина на ваши мыслительные способности зависит не только от того, сколько чашек кофе вы выпиваете, но также и от ваших генов. Исследователи обнаружили, что люди с генами быстрой переработки кофеина показывали разные результаты на когнитивных тестах в зависимости от уровня потребления кофеина, особенно в задачах, связанных с распознаванием эмоций и сложным мышлением. Это свидетельствует о том, что наша генетическая предрасположенность играет значительную роль в том, как мы реагируем на воздействие кофеина на нашу умственную деятельность.
Ученых давно интересует, как различные вещества влияют на наши когнитивные способности, начиная от студентов, пытающихся повысить эффективность учебы, до пожилых людей, желающих сохранить ясность ума. Кофеин, содержащийся в кофе, чае и многих других напитках, является самым распространенным стимулятором в мире и часто рассматривается как потенциальный усилитель умственной активности. Известно, что кофеин может улучшать простые умственные задачи, такие как внимание и быстрая реакция, но его эффекты на более сложные способности, такие как принятие решений, менее ясны. Некоторые исследования даже предполагают, что регулярное потребление кофеина может быть связано с лучшей памятью и навыками мышления, однако это не всегда подтверждается во всех исследованиях.
Одной из причин этих непостоянных находок является то, что люди разные. У некоторых людей кофеин усваивается быстрее, чем у других, и это может быть связано с вариациями в их генах. Эти генетические различия могут объяснить, почему одни люди испытывают сильный эффект от кофеина, в то время как другие чувствуют лишь малую его пользу или даже негативные эффекты, такие как тревожность или проблемы со сном. Но исследования о кофеине и мышлении часто не учитывают повседневные привычки участников, такие как обычное потребление кофеина, или другие жизненные факторы, влияющие на когнитивные функции, такие как сон и диета.
Исследователи, проведшие данное исследование, решили изучить, как гены человека, в частности, связанные с переработкой кофеина, взаимодействуют с его обычным потреблением кофеина, влияя на различные аспекты его когнитивных способностей в повседневной жизни. Они стремились рассмотреть широкий спектр мыслительных навыков, включая социальное и эмоциональное понимание, память, внимание и сложные задачи решения проблем.
Чтобы провести свое исследование, исследователи набрали 129 взрослых, проживающих в Великобритании. Участники были тщательно отобраны с целью исключить людей с известными нарушениями мозга или проблемами со зрением, а также тех, кто принимает лекарства, которые могут влиять на переработку кофеина. Исследование проводилось удаленно в течение трех дней. Сначала участники заполнили онлайн-анкету о своем фоне, здоровье, образе жизни и привычном потреблении кофеинсодержащих напитков и продуктов. В эту анкету вошли вопросы о возрасте, поле, уровне образования, физической активности, качестве сна и потреблении табака и алкоголя. Чтобы оценить свое обычное потребление кофеина, участники заполнили подробную анкету о продуктах питания, в которой были перечислены распространенные источники кофеина, такие как чай, кофе, шоколад и безалкогольные напитки.
Далее, в течение двух недель, участники выполняли серию тестов на когнитивные способности онлайн из собственного дома. Их просили проходить эти тесты на одном и том же устройстве, в тихой обстановке и не ранее чем через пять часов после последнего приема кофеина или алкоголя. Этот временной промежуток был выбран, чтобы убедиться, что участники не испытывают непосредственных последствий кофеина или алкоголя и не находятся в состоянии отмены кофеина. Перед каждой сессией тестирования участники также оценивали уровень своей сонливости. Когнитивный тестовый набор включал четыре различных задания, предназначенных для измерения специфических мыслительных навыков.
Первое задание оценивало социальное и эмоциональное понимание, показывая участникам изображения лиц, выражающих шесть основных эмоций: гнев, страх, печаль, счастье, отвращение и удивление. Участники должны были быстро определить эмоцию, отображенную на каждом лице. Второе задание оценивало память с помощью теста на основе литера, где участники должны были запомнить буквы, представленные одну, две или три позиции назад в последовательности. Это тестировало их рабочую память, способность удерживать и манипулировать информацией в сознании. Внимание оценивалось с помощью задания, которое требовало от участников быстрого реагирования на появление красной точки на экране. Это тестировало их бдительность и скорость реакции.
Наконец, управляющая функция, включая такие навыки, как решение проблем и гибкое мышление, оценивалась с помощью теста Струпа. В этом тесте участникам показывались слова, напечатанные в различных цветах, и им приходилось называть цвет чернил, а не читать само слово. Это задание создает конфликт в мозге, потому что чтение слов является автоматическим процессом, а наименование цветов требует преодоления этого автоматического реагирования, что тестирует исполнительный контроль. Чтобы получить всестороннюю оценку общей когнитивной способности, исследователи объединили результаты всех четырех когнитивных тестов в единую оценку общей когнитивной деятельности.
На заключительном этапе исследования участники предоставили образец слюны, который использовался для анализа их ДНК. Исследователи сосредоточились на конкретных генетических вариантах, известных как однонуклеотидные полиморфизмы (SNP). Они изучили гены, участвующие в метаболизме кофеина (насколько быстро организм перерабатывает кофеин) и реакции на кофеин (насколько чувствителен кто-то к эффектам кофеина). Они также исследовали гены, связанные с качеством сна и риском когнитивных нарушений, поскольку эти факторы также могут влиять на когнитивную деятельность.
После сбора всех данных исследователи проанализировали результаты, чтобы выяснить, как потребление кофеина и гены взаимодействовали для влияния на когнитивную деятельность. Они разделили участников на группы в зависимости от их привычного потребления кофеина: низкое, умеренное и высокое, а также по их генетическим профилям для метаболизма кофеина – "медленные" или "быстрые" метаболизаторы.
Исследование показало, что в целом ни привычное потребление кофеина, ни гены в одиночку не были сильно связаны с когнитивной активностью в целом. Однако возраст оказался фактором, при этом пожилые участники, как правило, показывали несколько худшие результаты по некоторым когнитивным задачам. Индекс массы тела также был связан с исполнительной функцией. Важно отметить, что когда исследователи рассмотрели комбинацию генов и потребления кофеина, они выявили интересные взаимодействия для распознавания эмоций и исполнительной функции.
Что касается распознавания эмоций, они заметили, что среди людей, потребляющих много кофеина, те, у кого гены для быстрого метаболизма кофеина, хуже распознают эмоции по сравнению с теми, у кого гены для медленного метаболизма кофеина. Более того, среди быстрых метаболизаторов те, кто потреблял много кофеина, показывали худшие результаты по сравнению с быстрым метаболизаторами, которые принимали низкие или умеренные уровни кофеина. Это предполагает, что для людей, быстро перерабатывающих кофеин, высокое потребление кофеина может фактически препятствовать их способности понимать эмоции.
С другой стороны, для исполнительной функции исследователи обнаружили, что среди людей, потребляющих умеренное количество кофеина, те, у кого гены для быстрого метаболизма кофеина, показывали лучшие результаты в задачах исполнительной функции, чем у тех, у кого гены для медленного метаболизма кофеина. Это предполагает, что для людей, быстро перерабатывающих кофеин, умеренное потребление кофеина может быть полезным для сложных мыслительных навыков.
Исследователи предположили, что ухудшение распознавания эмоций у быстрых метаболизаторов с высоким потреблением кофеина может быть связано с симптомами отмены кофеина. Несмотря на то, что участникам было предложено воздержаться от кофеина как минимум за пять часов до тестирования, быстрые метаболизаторы могли испытывать симптомы отмены быстрее, особенно если они привыкли к высоким уровням кофеина. Это состояние отмены могло негативно повлиять на их показатели в когнитивных задачах, особенно в тех, которые связаны с социальным и эмоциональным восприятием. Улучшение исполнительной функции у быстрых метаболизаторов с умеренным потреблением кофеина может отражать полезный эффект кофеина при дозе, которая хорошо подходит к их скорости переработки, не вызывая негативных последствий или отмены.
Это исследование имеет определенные ограничения. Число участников в некоторых подгруппах, особенно среди быстро метаболизирующих с низким потреблением кофеина, было довольно небольшим, что может повлиять на надежность некоторых выводов. Также, хотя исследование учло несколько факторов, которые могут повлиять на когнитивную деятельность, могут быть и другие неопределенные факторы, которые играют свою роль. Когнитивные тесты проводились дома, что более отражает реальные жизненные ситуации, но менее контролируемо по сравнению с лабораторными условиями. Порядок, в котором выполнялись когнитивные тесты, также мог повлиять на результаты, особенно для задачи распознавания эмоций, которая всегда была представлена первой.
Исследование "Привычное потребление кофеина, генетика и когнитивная деятельность" было проведено Анжелики Капеллу, Летой Пилич и Янисом Мавромматисом.