研究發現咖啡因可增強學習效果

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據2022年6月在《The Journal of Clinical Investigation》(JCI)發表的一篇醫學論文,科學家們的最新試驗結果顯示,長期攝入咖啡因可調節小鼠的大腦代謝,一定程度增強學習效果。

在多年以前,就已經有試驗結果表明長期攝入咖啡因可以在一定程度上保護小鼠的認知功能,避免其受損。

本次研究是基於小鼠海馬組織的表觀遺傳組學、代謝組學和蛋白質組學,小鼠在學習中基因轉錄水平的變化,發現習慣性(慢性)咖啡因攝入,可以通過微調代謝和神經活動間的動態平衡,促進大腦更高效地編碼與記憶相關的基因表達,提升認知能力。

如果各位像我一樣,第一次讀完上面的話,每個字都認識,但放到一起就變得陌生了,那麼不妨先來了解一下這個名詞——組學

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如果各位更習慣讀圖,將這一系列研究實驗概括一下,也可以轉換為以下圖解。

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如果各位喜歡硬核科普,請繼續閱讀如下內容,後附論文原文鏈接。前方高能,請帶著一份輕鬆的心情繼續觀看。

  • 科學家們首選模擬了人類日常的咖啡因攝入方式(每天約300mg/L),給予小鼠每日攝入咖啡因溶液(4.83 ± 0.15 mL),觀察咖啡因對大腦的調節機制。
  • 再觀察長期攝入咖啡因後,海馬組織表觀遺傳組學的影響。發現咖啡因會降低海馬體代謝相關基因的組蛋白乙酰化,減少代謝產物和脂質水平。
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科學家們選取了兩個與染色質轉錄活性相關的組蛋白H3K9/K14ac和H3K27ac。

在攝入咖啡因的小鼠中(咖啡因組/Caffeine),H3K9/14ac(左圖)在778個基因區域的乙酰化水平降低,僅3個區域出現升高。H3K27ac的分析結果更加顯著(右圖),咖啡因組有2105個區域存在乙酰化水平降低,僅4個區域出現升高。

  • 對比兩組的代謝組學結果顯示,其中92%在咖啡因組水平減低,通過質譜成像可以看出咖啡因已經明顯改變了海馬組織的代謝過程。
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  • 蛋白組學結果顯示,長期攝入咖啡因可以抑制代謝相關的蛋白的表達,同時上調突觸相關蛋白水平。咖啡因在突觸傳遞/可塑性相關基因中誘導神經元特異性表觀遺傳變化,並增強了經驗驅動的轉錄活性。可促進靜息條件下新陳代謝的微調,從而改善神經元對學習的反應。
  • 實驗小組還使用水迷宮進行了對比實驗,對比咖啡因組(Caffeine)和對照組(Water)小鼠的學習情況。兩組小鼠的游泳速度基本相同,但在接受3天訓練後,咖啡因組小鼠到達終點所需距離更短。上述結果說明咖啡因能夠一定程度增強學習效果。
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總之,以上研究結果表明,定期攝入咖啡因可以微調代謝基因,提高神經元迴路在學習過程中信息處理的顯著性,實現增強學習效果的作用。

看到這裡感覺又多了一個喝咖啡的理由嗎?喝咖啡也許從來不需要什麼理由,在這美麗的季節,請盡情享受咖啡的香醇吧!

如需完整研究論文請戳下方鏈接。

文章來源於CSCA精品咖啡 ,作者金水拾伍

https://www.jci.org/articles/view/149371?utm_campaign=cover-page&utm_content=short_url&utm_medium=pdf&utm_source=content

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