¿Cómo el café afecta a un cerebro dormido?

La cafeína es una de las sustancias psicoactivas más consumidas en el mundo. No solo la encontramos en el café que tomamos en las mañanas o en bebidas energéticas, también está en el té, el chocolate o algunas gaseosas. Es por ello que un grupo de investigadores de la Universidad de Montreal estudió cómo este elemento puede modificar el sueño e, incluso, influir en la recuperación cerebral, tanto física como cognitiva, durante la noche.

El estudio publicado en Nature Communications Biology fue dirigido por Philipp Thölke, investigador en prácticas en el Laboratorio de Neurociencia Cognitiva y Computacional (CoCo Lab) de la UdeM, y codirigido por el director del laboratorio, Karim Jerbi, profesor de psicología e investigador en el Instituto de IA Mila - Quebec.

En colaboración con la profesora de psicología del sueño y el envejecimiento Julie Carrier y su equipo en el Centro de Investigación Avanzada en Medicina del Sueño de la UdeM, los científicos utilizaron Inteligencia Artificial y electroencefalografía (EEG) para estudiar el efecto de la cafeína en el sueño.

En la investigación se pudo demostrar por primera vez que la cafeína aumenta la complejidad de las señales cerebrales y potencia la criticidad cerebral durante el sueño. Curiosamente, esto fue más pronunciado en adultos jóvenes.

“La criticidad describe un estado del cerebro que se encuentra en equilibrio entre el orden y el caos”, afirmó Jerbi. “Es como una orquesta: demasiado silencio y no ocurre nada, demasiado caos y se produce cacofonía. La criticidad es el punto medio donde la actividad cerebral es organizada y flexible. En este estado, el cerebro funciona de forma óptima: puede procesar la información eficientemente, adaptarse rápidamente, aprender y tomar decisiones con agilidad”.

Carrier añadió: “La cafeína estimula el cerebro y lo lleva a un estado de criticidad, donde está más despierto, alerta y reactivo. Si bien esto es útil durante el día para la concentración, este estado podría interferir con el descanso nocturno: el cerebro no se relajaría ni se recuperaría adecuadamente”.

Para estudiar cómo la cafeína afecta al cerebro dormido, el equipo de Carrier registró la actividad cerebral nocturna de 40 adultos sanos mediante un electroencefalograma. Compararon la actividad cerebral de cada participante en dos noches distintas: una cuando consumieron cápsulas de cafeína tres horas y otra una hora antes de acostarse, y otra cuando tomaron un placebo a la misma hora.

“Utilizamos análisis estadístico avanzado e inteligencia artificial para identificar cambios sutiles en la actividad neuronal”, afirmó Thölke, primer autor del estudio. “Los resultados mostraron que la cafeína aumentó la complejidad de las señales cerebrales, lo que refleja una actividad neuronal más dinámica y menos predecible, especialmente durante la fase del sueño sin movimientos oculares rápidos (NREM), crucial para la consolidación de la memoria y la recuperación cognitiva”.

Los investigadores también descubrieron cambios notables en los ritmos eléctricos cerebrales durante el sueño: la cafeína atenuó oscilaciones más lentas, como las ondas delta (generalmente asociadas con un sueño profundo y reparador), y estimuló la actividad de las ondas beta, más común durante la vigilia y la actividad mental.

Jerbi, quien ocupa la Cátedra de Investigación de Canadá en Neurociencia Computacional y Neuroimagen Cognitiva, comenta que estos cambios muestran que el cerebro, aunque esté dormido, sigue en un estado más activo y menos reparador debido a la cafeína. La alteración en los patrones rítmicos del cerebro podría ser clave para entender de qué manera la cafeína repercute en la recuperación cerebral nocturna, lo que podría influir en el procesamiento de la memoria.

Las personas de 20 a 27 años se ven más afectadas

En la investigación también quedó demostrado que los efectos de la cafeína en la dinámica cerebral fueron notablemente más evidentes en adultos jóvenes de entre 20 y 27 años en comparación con los participantes de mediana edad de entre 41 y 58 años, especialmente durante el sueño REM, la fase asociada con los sueños.

Asimismo, en el estudio se reveló que los adultos jóvenes mostraron una mayor respuesta a la cafeína, probablemente debido a una mayor densidad de receptores de adenosina en el cerebro. La adenosina, una molécula que se acumula en el cerebro progresivamente durante el día, genera una sensación de cansancio.

“Los receptores de adenosina disminuyen de forma natural con la edad, lo que reduce la capacidad de la cafeína para bloquearlos y mejorar la complejidad cerebral, lo que podría explicar en parte el menor efecto de la cafeína observado en los participantes de mediana edad”, afirmó Carrier.

Y estas diferencias relacionadas con la edad sugieren que los cerebros más jóvenes podrían ser más susceptibles a los efectos estimulantes de la cafeína. Dado el uso generalizado de la cafeína en todo el mundo, especialmente como solución para la fatiga, los investigadores enfatizan la importancia de comprender sus complejos efectos sobre la actividad cerebral en diferentes grupos de edad y condiciones de salud.