有问题点此咨询? (010)8772-9001 changzhaokun@cscacoffee.com

研究发现咖啡因可增强学习效果

据2022年6月在《The Journal of Clinical Investigation》(JCI)发表的一篇医学论文,科学家们的最新试验结果显示,长期摄入咖啡因可调节小鼠的大脑代谢,一定程度增强学习效果

在多年以前,就已经有试验结果表明长期摄入咖啡因可以在一定程度上保护小鼠的认知功能,避免其受损。

本次研究是基于小鼠海马组织的表观遗传组学、代谢组学和蛋白质组学,小鼠在学习中基因转录水平的变化,发现习惯性(慢性)咖啡因摄入,可以通过微调代谢和神经活动间的动态平衡,促进大脑更高效地编码与记忆相关的基因表达,提升认知能力

如果各位像我一样,第一次读完上面的话,每个字都认识,但放到一起就变得陌生了,那么不妨先来了解一下这个名词——组学

如果各位更习惯读图,将这一系列研究实验概括一下,也可以转换为以下图解。

如果各位喜欢硬核科普,请继续阅读如下内容,后附论文原文链接。前方高能,请带着一份轻松的心情继续观看。

  • 科学家们首选模拟了人类日常的咖啡因摄入方式(每天约300mg/L),给予小鼠每日摄入咖啡因溶液(4.83 ± 0.15 mL),观察咖啡因对大脑的调节机制。
  • 再观察长期摄入咖啡因后,海马组织表观遗传组学的影响。发现咖啡因会降低海马体代谢相关基因的组蛋白乙酰化,减少代谢产物和脂质水平。

科学家们选取了两个与染色质转录活性相关的组蛋白H3K9/K14ac和H3K27ac。

在摄入咖啡因的小鼠中(咖啡因组/Caffeine),H3K9/14ac(左图)在778个基因区域的乙酰化水平降低,仅3个区域出现升高。H3K27ac的分析结果更加显著(右图),咖啡因组有2105个区域存在乙酰化水平降低,仅4个区域出现升高。

  • 对比两组的代谢组学结果显示,其中92%在咖啡因组水平减低,通过质谱成像可以看出咖啡因已经明显改变了海马组织的代谢过程。
  • 蛋白组学结果显示,长期摄入咖啡因可以抑制代谢相关的蛋白的表达,同时上调突触相关蛋白水平。咖啡因在突触传递/可塑性相关基因中诱导神经元特异性表观遗传变化,并增强了经验驱动的转录活性。可促进静息条件下新陈代谢的微调,从而改善神经元对学习的反应
  • 实验小组还使用水迷宫进行了对比实验,对比咖啡因组(Caffeine)和对照组(Water)小鼠的学习情况。两组小鼠的游泳速度基本相同,但在接受3天训练后,咖啡因组小鼠到达终点所需距离更短。上述结果说明咖啡因能够一定程度增强学习效果。

总之,以上研究结果表明,定期摄入咖啡因可以微调代谢基因,提高神经元回路在学习过程中信息处理的显著性,实现增强学习效果的作用。

看到这里感觉又多了一个喝咖啡的理由吗?喝咖啡也许从来不需要什么理由,在这美丽的季节,请尽情享受咖啡的香醇吧!

如需完整研究论文请戳下方链接。

Caffeine intake exerts dual genome-wide effects on hippocampal metabolism and learning-dependent transcription