Die einzigartigen neurologischen Wirkungen von Kaffee gegenüber normalem Koffein

Eine Studie portugiesischer Wissenschaftler zeigt, dass Kaffeetrinken Gehirnbereiche stärker aktiviert, die mit Aufmerksamkeit, Arbeitsgedächtnis und zielgerichtetem Verhalten zusammenhängen, als einfaches Koffein. Dies deutet darauf hin, dass die einzigartigen Vorteile von Kaffee möglicherweise über seinen Koffeingehalt hinausgehen und möglicherweise mit der Erfahrung beim Trinken oder der Linderung von Entzugssymptomen zusammenhängen.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Wirkung eines Morgenkaffees nicht mit reinem Koffein erreicht werden kann.

Wissenschaftler haben Kaffee im Vergleich zu reinem Koffein getestet und herausgefunden, dass reines Koffein die Wirkung einer Tasse Kaffee nur teilweise reproduziert und Bereiche des Gehirns aktiviert, die Sie wacher machen, nicht jedoch die Bereiche des Gehirns, die das Arbeitsgedächtnis und zielgerichtetes Verhalten beeinflussen.

Für viele Menschen beginnt der Tag erst, wenn die Kaffeetasse leer ist. Man geht oft davon aus, dass Kaffee wacher macht, weshalb Menschen ihn trinken, um wach zu werden und ihre Leistungsfähigkeit zu verbessern. Portugiesische Wissenschaftler untersuchten Kaffeetrinker, um herauszufinden, ob dieser Wachheitseffekt von den Eigenschaften des Koffeins abhängt oder ob es um das Erlebnis beim Kaffeetrinken geht.

„Es besteht die allgemeine Erwartung, dass Kaffee die Aufmerksamkeit und die psychomotorischen Funktionen steigert“, sagte Prof. Nuno Sousa von der Universität Minho, korrespondierender Autor der Studie Grenzen der Verhaltensneurowissenschaft und Field Chief Editor der Zeitschrift. „Wenn man die Mechanismen, die einem biologischen Phänomen zugrunde liegen, besser versteht, eröffnen sich Wege für die Erforschung der Faktoren, die es modulieren können, und sogar der potenziellen Vorteile dieses Mechanismus.“

Ein Koffein-Kickstart

Die Wissenschaftler rekrutierten Personen, die mindestens eine Tasse Kaffee pro Tag tranken, und forderten sie auf, vor der Studie mindestens drei Stunden lang auf den Verzehr koffeinhaltiger Getränke zu verzichten. Sie befragten die Teilnehmer, um soziodemografische Daten zu sammeln, und führten dann zwei kurze funktionelle MRT-Scans durch: einen vor und einen 30 Minuten nach der Einnahme von Koffein oder dem Trinken einer standardisierten Tasse Kaffee. Während der funktionellen MRT-Untersuchungen wurden die Teilnehmer gebeten, sich zu entspannen und die Gedanken schweifen zu lassen.

Aufgrund der bekannten neurochemischen Wirkungen des Kaffeetrinkens erwarteten die Wissenschaftler, dass die funktionellen MRT-Scans zeigen würden, dass die Menschen, die Kaffee tranken, eine höhere Integration von Netzwerken aufwiesen, die mit dem präfrontalen Kortex verbunden sind, der mit dem exekutiven Gedächtnis verbunden ist, und dem Standardmodus-Netzwerk. an Selbstbeobachtungs- und Selbstreflexionsprozessen beteiligt. Sie fanden heraus, dass die Konnektivität des Standardmodus-Netzwerks sowohl nach dem Trinken von Kaffee als auch nach der Einnahme von Koffein abnahm, was darauf hindeutet, dass der Konsum von Koffein oder Kaffee die Menschen besser darauf vorbereitete, vom Ruhezustand zur Arbeit an Aufgaben überzugehen.

Aufwachen auf der rechten Seite des Bettes

Das Trinken von Kaffee erhöhte jedoch auch die Konnektivität im höheren visuellen Netzwerk und im rechten Netzwerk der exekutiven Kontrolle – Teilen des Gehirns, die am Arbeitsgedächtnis, der kognitiven Kontrolle und dem zielgerichteten Verhalten beteiligt sind. Dies geschah nicht, wenn die Teilnehmer nur Koffein zu sich nahmen. Mit anderen Worten: Wenn Sie sich nicht nur wach, sondern auch einsatzbereit fühlen möchten, reicht Koffein allein nicht aus – Sie müssen diese Tasse Kaffee erleben.

„Akuter Kaffeekonsum verringerte die funktionelle Konnektivität zwischen Gehirnregionen des Default-Mode-Netzwerks, eines Netzwerks, das mit selbstreferenziellen Prozessen verbunden ist, wenn sich die Teilnehmer im Ruhezustand befinden“, sagte Dr. Maria Picó-Pérez von der Universität Jaume I, Erstautorin. „Die funktionelle Konnektivität zwischen den somatosensorischen/motorischen Netzwerken und dem präfrontalen Kortex war ebenfalls verringert, während die Konnektivität in Regionen des höheren visuellen und des rechten exekutiven Kontrollnetzwerks nach dem Kaffeetrinken erhöht war.“ Vereinfacht gesagt waren die Probanden nach dem Kaffeetrinken aktionsbereiter und aufmerksamer gegenüber äußeren Reizen.“

„Angesichts der Tatsache, dass einige der von uns festgestellten Wirkungen durch Koffein reproduziert wurden, können wir davon ausgehen, dass auch andere koffeinhaltige Getränke einige dieser Wirkungen aufweisen“, fügte Picó-Pérez hinzu. „Andere waren jedoch spezifisch für den Kaffeekonsum, bedingt durch Faktoren wie den besonderen Geruch und Geschmack des Getränks oder die psychologische Erwartung, die mit dem Konsum dieses Getränks verbunden ist.“

Die Autoren wiesen darauf hin, dass es möglich ist, dass die Erfahrung, Kaffee ohne Koffein zu trinken, diese Vorteile mit sich bringen könnte: In dieser Studie konnte die Wirkung der Erfahrung allein nicht von der Erfahrung in Kombination mit Koffein unterschieden werden. Es gibt auch eine Hypothese, dass die Vorteile, die Kaffeetrinker behaupten, auf die Linderung von Entzugssymptomen zurückzuführen sein könnten, was in dieser Studie nicht getestet wurde.

„Die Veränderungen in der Konnektivität wurden während einer Ruhezustandssequenz untersucht. Jegliche Assoziation mit psychologischen und kognitiven Prozessen wird auf der Grundlage der gemeinsamen Funktion interpretiert, die den gefundenen Regionen und Netzwerken zugeschrieben wird, sie wurde jedoch nicht direkt getestet“, warnte Sousa. „Darüber hinaus könnte es zwischen den Teilnehmern individuelle Unterschiede im Koffeinstoffwechsel geben, deren Erforschung in Zukunft interessant wäre.“

Referenz: „Kaffeekonsum verringert die Konnektivität des posterioren Default Mode Network (DMN) im Ruhezustand“ von Maria Picó-Pérez, Ricardo Magalhães, Madalena Esteves, Rita Vieira, Teresa C. Castanho, Liliana Amorim, Mafalda Sousa, Ana Coelho, Pedro S. Moreira, Rodrigo A. Cunha und Nuno Sousa, 28. Juni 2023, Grenzen der Verhaltensneurowissenschaft.
DOI: 10.3389/fnbeh.2023.1176382

Finanzierung: Institut für wissenschaftliche Informationen über Kaffee, regionales operationelles Programm Nordportugal.