Кофеманы оправдывают свою страсть тем, что чашка-друга любимого напитка помогает проснуться, бодрит, делает их более внимательными, сосредоточенными, активными и работоспособными. Выбираемые ими сорта кофе также влияют на вкусовые ощущения и интенсивность этих эффектов. Однако эти вполне субъективные ощущения до сих пор не имеют ясной нейробиологической корреляции. Португальские ученые из Университета Минью задались вопросом: обусловлены ли известные эффекты кофе действием одного кофеина или... это что-то другое? Исследование опыта употребления напитка с таинственными свойствами публикует научный журнал Frontiers in Behavioral Neuroscience.

Химия зерна

Хотя все «ингредиенты» кофейного зерна (а природный кофе содержит от 70 до 100 биологически активных компонентов и до 2 000 веществ в своем составе) более или менее известны, относительно физиологических эффектов отдельно они изучены слабо.

В одной чашке объемом 60 мл (22 г кофе): от 30 до 200 мг кофеина, 150–400 мг микроэлементов и минералов (магний, калий, ниацин и др.), 300–900 мг меланоидинов (придают цвет), 120 -500 мг высокомолекулярных полисахаридов (пищевые волокна), 40-500 мг хлорогеновых кислот (гидроксикорическая, хининовая; влияют на вкусовые качества), 25-30 мг тригонелина (ответственный за аромат), дитерпены кавеол и кафестол (предоставляют горечи).

Известно, что в кофе входят многочисленные соединения, способные влиять на поведение человека, например, кофеин и хлорогеновые кислоты оказывают психоактивное действие. Кофеин в основном является антагонистом аденозиновых рецепторов мозга А1 и А2а, что приводит к торможению высвобождения возбуждающих нейротрансмиттеров, усилению передачи дофамина через D2-рецепторы и в результате к ускорению мозгового метаболизма и улучшению памяти. Считается, что хлорогеновые кислоты оказывают непосредственное влияние на работу нейронов, но механизмы такого воздействия еще предстоит изучить.

Множество исследований показывает, что кофеин влияет на когнитивные способности и настроение, если его принимают люди, не кофеманы, поскольку это влияние может снижаться из-за развития толерантности.

Ряд исследований подтверждает положительную роль кофеина против вялости/усталости в пользу энергичности, но в отдельных работах показано, что когнитивные и эмоциональные эффекты проявляются только после 8 часов умеренности, обязательно связанные с непродолжительными периодами отказа от приема или даже воображаемым внушением, что выпитый кофе.

Не кофеином ли единственным?

Информации о влиянии употребления кофе на сетевую активность мозга на самом деле накоплено немного актуальных исследований с использованием новых методов визуализации. Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ), позволяющая неинвазивно изучать работу мозга человека при выполнении определенных задач или в покое, в контексте потребления кофе показала, что происходит активация различных корковых и подкорковых областей при гедонистической оценке кофеина и сахарина. Вдобавок, недавние исследования свидетельствуют о влиянии кофе на функциональные связи мозга в состоянии покоя — они «перестраиваются» на повышение эффективности сетей, отвечающих за эмоциональность, бдительность и готовность действовать.

И все же вопрос, побуждающий кофеманов продолжать пить кофе, остается открытым. Португальские ученые задались целью изучить данные фМРТ в состоянии расслабленного спокойствия в группе людей, для которых пить кофе - повседневная рутина, за 30 минут до и после чашки любимого напитка. Из-за известных нейрохимических эффектов употребления кофе ученые ожидали, что фМРТ-сканы покажут: после приема кофе повышается интеграция сетей, связанных с префронтальной корой, ассоциированной с исполнительной памятью, и вовлеченных в процессы самоанализа и саморефлексии. Одновременно провели дополнительный эксперимент с участием второй группы испытуемых, также состоящий из поклонников кофе, вот только вместо кофейного напитка им была предложена чашка горячей воды с таким же количеством разведенного в ней кофеина.

Употребление как чистого кофеина, так и кофе делает людей более готовыми к переходу от отдыха на работу над задачами. Люди как будто получают толчок той или иной степени интенсивности.

У выпивших кофе увеличились связи в узлах высшей зрительной сети и правой сети исполнительного контроля — эти области мозга задействованы в рабочей памяти, когнитивном контроле и целенаправленном поведении. Однако этого не происходило с участниками, принимавшими кофеин с водой. Другими словами, после употребления кофейного напитка люди демонстрировали повышенное состояние готовности к активному действию, были более чувствительны и внимательны к внешним раздражителям по сравнению с «группой кофеина».

Чтобы почувствовать себя взбодрившимся и готовым к действию, одного кофеина недостаточно — нужно выпить ту самую пресловутую чашку кофе.

Ритуал для гедониста

«Употребление кофе уменьшало функциональную связь между соматосенсорными/моторными сетями и префронтальной корой, в то время как связь в областях высшего зрительного и правого исполнительного контроля увеличилась, но только после приема кофейного напитка. Возможно, специфические эффекты были обусловлены такими факторами, как особый запах и вкус кофе, или даже психологическими ожиданиями, связанными с его употреблением? – спрашивает доктор Мария Пико-Перес из Университета Хайме (Испания), соавтор исследования.

Действительно, увеличение функциональной связности в высших зрительных сетях и сетях исполнительного контроля может быть вызвано другими компонентами кофе (не кофеином) или даже условиями его употребления. Средняя затылочная доля участвует в обработке зрительной информации (зрительные образы), а сеть исполнительного контроля (фронтопариетальная сеть, включающая, в частности, дорсолатеральную префронтальную кору), задействована в когнитивных функциях высокого уровня, таких как рабочая память, когнитивный контроль и поведение цели.

Наблюдение, что именно кофе, но не кофеин, влияет на связность в этих сетях, интересно, поскольку прямо указывает на кажущиеся ощущения, порождающие удовольствие (эти же процессы наблюдаются в отношении других стимулов, например музыки), которые, по-видимому, зависят не от нейрохимических воздействий кофеина на аденозиновые рецепторы, а от сенсорного опыта при употреблении кофе, определяемого взаимодействием множества соединений, присутствующих в этом напитке.

Следовательно, трудно отрицать, что кофе оказывает на мозг более сложное действие, чем просто временное «залегание» кофеина на аденозиновые рецепторы. Здесь целая магия, включающая оттенки вкуса и аромата, психологическое ожидание бодрящего эффекта, эстетику ритуала и гедонистическое предвкушение особого удовольствия… Но вот что вызывает удивление — так это неучастие в исследовании альтернативной группы, которая употребляла бы кофе без кофеина, для чистоты эксперимента. Да и исключить эффект плацебо от приема кофе в испытаниях действительно нетрудно. Очень уж хочется разгадать все тайны без остатка (или осадка), помешивая густую пенку крепкого эспрессо.