Как кофеин мешает мозгу тормозить: нейрофизиология на десерт

Кофеин — старый добрый друг уставшего человечества — способен вмешиваться в электрическую цепь мозга так, что результаты нейродиагностики меняются прямо у вас на глазах. Новое исследование, опубликованное в журнале Clinical Neurophysiology, выяснило: две чашки крепкого кофе могут заметно усилить способность мозга временно глушить собственные моторные команды в ответ на сенсорные сигналы. Иными словами, регулярное потребление кофеина меняет то, как проходят врачебные тесты, и этим стоит озаботиться, если вы вдруг окажетесь неврологом.

Мозг — не микроволновка, его внутренности так просто не проверить. Обычно неврологи используют неинвазивные методы, чтобы без последствий залезть в чужое сознание. Одна из таких игрушек для взрослых — транскраниальная магнитная стимуляция, проще говоря, когда вам подносят к голове электромагнитную катушку и пускают ток. Если катушка лежит над моторной корой мозга, слабое поле вызывает электрический импульс, который бегет по нервам и, если всё хорошо, заставляет дёрнуться большой палец.

Размер этого подёргивания — рабочий инструмент невролога. Так можно понять, насколько "разогреты" моторные цепи мозга. Чтобы выяснить, как мозг совмещает сенсорную и двигательную загрузку, учёные используют специфический тест — коротко-латентное афферентное торможение. Суть: сначала слабый разряд в запястье, потом магнитный импульс в мозг. Сенсорный сигнал — это временный "стоп-кран": мышца дёргается куда меньше, чем без стимула. Такой феномен держится недолго и требует слаженной работы химконтролёров мозга — ацетилхолина и ГАМК (она же GABA). Если тормоз работает без сбоев, это хороший знак здоровья нервной системы.

И вот дотошные исследователи решили проверить, как на этот мозговой "ручник" действует простой кофейный допинг. В дело пошли двадцать абсолютно здоровых и бодрых взрослых (20-42 года, молодые, ошибок нет), которых поставили на кофеиновую пайку: либо армейская жвачка с 200 мг кофеина (это как кружка адекватного кофе или стандартный энергетик), либо плацебо без изысков. Для чистоты эксперимента последние 12 часов до теста никто кофе не нюхал.

Испытания шли в два захода. Жевание длилось 10 минут — этого хватило, чтобы кофеин ударил по мозгу спустя полчаса после старта. Брэйнинг начался, как только вещество разогналось по крови.

Исследователи решили не ограничиваться чем-то одним и сравнили два разных подхода. Первый: всегда одинаковый магнит. Смотрим, насколько сокращается размер подёргивания при сенсорном тормозе до и после кофеина. Второй подходит более изворотливо: программное обеспечение само подбирает силу магнита, чтобы и с кофеином, и без добиться одинакового по размеру дёргания мышцы. Чем больше приходится подкручивать мощность, тем сильнее "тормоз".

Результаты — как всегда, неоднозначные. При первом подходе кофеин явно усилил сенсорный тормоз моторной коры, особенно если задержка между сигналами была 19-21 миллисекунда. То есть кофе ударил в тот самый момент, когда мозг связывал ощущения и движение. При втором методе — где магниты настраивались на нужную мощность — разницы замечено не было, всё ровно.

Побочный эффект: после кофеина мозг в целом стал откликаться на магнит быстрее — больший мышечный ответ возникал при меньшей мощности, но для маленьких сокращений этот эффект не сработал.

Учёные подозревают, что дело в разной "глубине" работы методов: где мощность выше — задеваются глубокие цепи в моторной зоне, а кофеин, похоже, действует в основном на них. Второй метод, с более слабыми воздействиями, эти цепи практически не трогает, так что разница и не заметна.

Выводы осторожны: кофеин даже в умеренной дозе способен сбить настройки приборов и врачей. Перед серьёзной нейродиагностикой лучше воздержаться от кофе — иначе мозг покажет на тесте не весь свой подноготный сюр, а то, что радует утреннего кофемана. Следующий шаг — проверить эти эффекты на людях с тяжёлыми заболеваниями мозга. Например, при болезни Альцгеймера и Паркинсона сенсорный тормоз почти не работает, что отражает разрушение определённых химических коммуникаций. Как тут скажется кофе, остаётся выяснить. Не исключено, что новые данные улучшат диагностику или наблюдение за ходом болезни.

Авторы: Camilla Carrozzo, Martina Cannazza, Diletta Fratini, Gaia Fanella, Bulent Cengiz, Vincenzo Di Lazzaro, Gintaute Samusyte, Hatice Tankisi.