Wie das Kaffeetrinken die Bereitschaft des Gehirns steigert

Zusammenfassung: Kaffeetrinken erhöht die Wachsamkeit und bereitet den Wechsel vom Ruhe- zum Aufgabenmodus stärker vor als der bloße Konsum von Koffein.

Kaffee mit Milch

Forscher fanden heraus, dass Kaffeekonsum die Konnektivität des Standardmodus-Netzwerks des Gehirns – das an der Introspektion beteiligt ist – verringert, was auf die Bereitschaft hinweist, sich auf Aufgaben zu konzentrieren. Der Kaffeekonsum erhöhte jedoch auch die Konnektivität des höheren visuellen Netzwerks und des rechten exekutiven Kontrollnetzwerks, Elemente, die am Arbeitsgedächtnis und der kognitiven Kontrolle beteiligt sind.

Dieser Anstieg der Konnektivität trat nicht mit Koffein allein auf, was darauf hindeutet, dass das gesamte Kaffeeerlebnis und nicht nur das Koffein dazu beiträgt, Wachsamkeit und kognitive Bereitschaft zu verbessern.

Wichtige Fakten:

Die Studie ergab, dass Kaffeetrinken die Konnektivität im Standardmodus-Netzwerk des Gehirns verringert, wodurch die Personen besser darauf vorbereitet sind, vom Ruhe- in den Aufgabenmodus zu wechseln.
Kaffeetrinken erhöht auch die Konnektivität im höheren visuellen Netzwerk und im rechten exekutiven Kontrollnetzwerk, was zum Arbeitsgedächtnis und zur kognitiven Kontrolle beiträgt.
Diese positiven Auswirkungen auf die Konnektivität des Gehirns wurden bei Koffein allein nicht beobachtet, was darauf hindeutet, dass das Gesamterlebnis des Kaffeetrinkens eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Wachsamkeit und der kognitiven Bereitschaft spielt.

Für viele Menschen fängt der Tag erst an, wenn die Kaffeetasse leer ist. Kaffee wird häufig als Wachmacher empfunden, so dass die Menschen ihn trinken, um wach zu werden und ihre Leistungsfähigkeit zu steigern.

Portugiesische Wissenschaftler untersuchten Kaffeetrinker, um herauszufinden, ob dieser Wachheitseffekt von den Eigenschaften des Koffeins abhängt oder ob es sich um die Erfahrung des Kaffeetrinkens handelt.
Dies zeigt eine Tasse Kaffee.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass der Wachheitseffekt, den ein morgendlicher Kaffee auslöst, mit einfachem Koffein nicht erreicht werden kann.

„Es besteht die allgemeine Erwartung, dass Kaffee die Wachsamkeit und die psychomotorischen Fähigkeiten steigert“, sagte Prof. Nuno Sousa von der Universität Minho, korrespondierender Autor der Studie in Frontiers in Behavioral Neuroscience und leitender Redakteur der Fachzeitschrift.

„Wenn man die Mechanismen, die einem biologischen Phänomen zugrunde liegen, besser versteht, eröffnen sich Wege zur 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 baten sie, mindestens drei Stunden vor der Studie keine koffeinhaltigen Getränke mehr zu essen oder zu trinken.

Sie befragten die Teilnehmer, um soziodemografische Daten zu erheben, und führten dann zwei kurze funktionelle MRT-Scans durch: einen vor und einen 30 Minuten nach der Einnahme von Koffein oder einer standardisierten Tasse Kaffee. Während der funktionellen MRT-Scans wurden die Teilnehmer gebeten, sich zu entspannen und ihre Gedanken schweifen zu lassen.

Aufgrund der bekannten neurochemischen Auswirkungen des Kaffeetrinkens erwarteten die Wissenschaftler, dass die funktionellen MRT-Scans zeigen würden, dass die Personen, die Kaffee tranken, eine höhere Integration von Netzwerken aufwiesen, die mit dem präfrontalen Kortex verbunden sind, der mit dem exekutiven Gedächtnis in Verbindung steht, sowie mit dem Standardmodus-Netzwerk, das an Introspektion und Selbstreflexionsprozessen beteiligt ist.

Sie fanden heraus, dass die Konnektivität des Default-Mode-Netzwerks sowohl nach dem Kaffeetrinken als auch nach der Einnahme von Koffein abnahm, was darauf hindeutet, dass der Konsum von Koffein oder Kaffee die Bereitschaft erhöht, von der Ruhephase zur Bearbeitung von Aufgaben überzugehen.

Aufwachen auf der richtigen Seite des Bettes

Der Kaffeekonsum steigerte jedoch auch die Konnektivität im höheren visuellen Netzwerk und im rechten Netzwerk für exekutive Kontrolle – Teile des Gehirns, die am Arbeitsgedächtnis, an der kognitiven Kontrolle und an zielgerichtetem Verhalten beteiligt sind.

Dies war nicht der Fall, wenn die Teilnehmer nur Koffein zu sich nahmen. Mit anderen Worten: Wenn Sie sich nicht nur wach, sondern auch einsatzbereit fühlen wollen, reicht Koffein allein nicht aus – Sie müssen diese Tasse Kaffee erleben.

„Akuter Kaffeekonsum verringerte die funktionelle Konnektivität zwischen den Hirnregionen des Default-Mode-Netzwerks, eines Netzwerks, das mit selbstreferenziellen Prozessen verbunden ist, wenn die Teilnehmer in Ruhe sind“, so Dr. Maria Picó-Pérez von der Universität Jaume I, Erstautorin.

„Die funktionelle Konnektivität war auch zwischen den somatosensorischen/motorischen Netzwerken und dem präfrontalen Kortex verringert, während die Konnektivität in Regionen des höheren visuellen und des rechten exekutiven Kontrollnetzwerks nach dem Kaffeetrinken erhöht war. Mit einfachen Worten: Die Probanden waren nach dem Kaffeegenuss handlungsbereiter und aufmerksamer gegenüber äußeren Reizen.“

„Wenn man bedenkt, dass einige der von uns gefundenen Effekte durch Koffein reproduziert wurden, könnten wir erwarten, dass andere koffeinhaltige Getränke einige der Effekte teilen“, fügte Picó-Pérez hinzu.

„Andere waren jedoch spezifisch für das Kaffeetrinken, 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 des Kaffeetrinkens ohne Koffein diese Vorteile bewirken könnte: In dieser Studie konnte nicht zwischen den Auswirkungen der Erfahrung allein und der Erfahrung in Verbindung mit dem Koffein unterschieden werden.

Es gibt auch die Hypothese, dass die von Kaffeetrinkern behaupteten Vorteile auf die Linderung von Entzugserscheinungen zurückzuführen sein könnten, was in dieser Studie nicht untersucht wurde.

„Die Veränderungen der Konnektivität wurden während einer Ruhezustandsequenz untersucht. Jeder Zusammenhang mit psychologischen und kognitiven Prozessen wird auf der Grundlage der gemeinsamen Funktion interpretiert, die den gefundenen Regionen und Netzwerken zugeschrieben wird, aber er wurde nicht direkt getestet“, warnte Sousa.

„Außerdem könnte es individuelle Unterschiede im Koffein-Stoffwechsel der Teilnehmer geben, die es in Zukunft zu untersuchen gilt.

Original Research: Open access.
Coffee consumption decreases the connectivity of the posterior DMN at rest” by Nuno Sousa et al. Frontiers in Behavioral Neuroscience

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