Ένα μικρό χάος με τον καφέ σας;

Κάθε σοβαρός πότης καφέ μπορεί να προσφέρει άφθονη ανέκδοτη απόδειξη της δύναμης του καφεΐνη για να ενισχύσουμε τις δυνατότητες επεξεργασίας πληροφοριών. Ποιος δεν έχει σταματήσει απελπιστικά στη μέση κάποιου σημαντικού έργου, μόνο για να φτάσει το πλησιέστερο φλιτζάνι καφέ (ή τσάι ή σόδα με καφεΐνη) και οδηγήστε το κύμα καφεΐνης μέχρι την επιτυχία του έργου ολοκλήρωση? Και τα στοιχεία για αυτό το ωφέλιμο εγκεφαλικό όφελος της καφεΐνης δεν είναι απλώς ανέκδοτο. Πολλές επιστημονικές μελέτες έχουν δείξει τη δύναμη της καφεΐνης να οξύνει την ψυχική μας εστίαση. Πρόσφατο μελέτη στην Κίνα προσφέρει μια ενδιαφέρουσα ματιά στο νευρικός μηχανικοί πίσω από αυτό το όφελος βρίσκοντας μια σύνδεση μεταξύ της χρήσης καφεΐνης και της ποσότητας εντροπίας, ή διαταραχής, στον εγκέφαλο, και η σύνδεση δεν δείχνει προς την κατεύθυνση που νομίζετε.

Όταν εξετάζουμε τη γνωστική λειτουργία του εγκεφάλου μας, συνήθως θεωρούμε την τάξη ως αρετή και την αναταραχή ως κακία. «Το κανονικό μυαλό είναι ένα υγιές μυαλό», μπορούμε να πούμε. Στον κόσμο της φυσικής (ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής, για να είμαστε συγκεκριμένοι) η εντροπία είναι ένα μέτρο της διαταραχής οποιουδήποτε κλειστού συστήματος - όσο υψηλότερη είναι η εντροπία, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαταραχή. Για να πάρουμε ένα οικείο παράδειγμα, μια αδιάσπαστη τράπουλα παιγνιοχάρτων κατευθείαν από το κουτί είναι πολύ κανονικό σύστημα, με όλα τα κοστούμια ομαδοποιημένα και όλοι οι αριθμοί ανέρχονται διαδοχικά ένα κοστούμι σε ένα χρόνος. Εάν χωρίσετε το κατάστρωμα στις τρεις καρδιές, γνωρίζετε πριν δείτε ότι το επόμενο φύλλο στο κατάστρωμα θα είναι τέσσερις καρδιές. Ανακατέψτε την τράπουλα, ωστόσο, και οι ίδιες τρεις καρδιές μπορούν να ακολουθούνται από οποιοδήποτε άλλο φύλλο στην τράπουλα. Η πιθανότητα να βλέπεις τέσσερις καρδιές εκεί είναι ακριβώς η ίδια με το να βλέπεις τα τέσσερα κλαμπ, ή τον βασιλιά των διαμαντιών, ή τον άσο των μπαστούνι. Η αναδιάταξη του καταστρώματος εισήγαγε διαταραχή ή εντροπία στο σύστημα.

Στον εγκέφαλό μας, η εντροπία είναι ένα μέτρο του αριθμού και της ποικιλίας πιθανών νευρικών διαμορφώσεων, όπως καθορίζεται από τη λειτουργική συνδεσιμότητα ή «συσχέτιση σήματος» μεταξύ διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου. Όσο μεγαλύτερος είναι αυτός ο συσχετισμός σήματος, τόσο πιο προβλέψιμα είναι τα πρότυπα σύνδεσης μεταξύ διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου. Και όσο πιο προβλέψιμα είναι τα μοτίβα συνδεσιμότητας, τόσο χαμηλότερη είναι η συνολική εντροπία του εγκεφάλου. Ένας εγκέφαλος με χαμηλή εντροπία είναι ένας κανονικός εγκέφαλος. Η μείωση της συσχέτισης σήματος, ωστόσο, μειώνει την προβλεψιμότητα των προτύπων συνδεσιμότητας και, όπως ανακατεύοντας μια τράπουλα καρτών, αυξάνει το επίπεδο εντροπίας στον εγκέφαλο.

Οι Chang et al. διερεύνησε τη συσχέτιση της πρόσληψης καφεΐνης με τα συνολικά επίπεδα εντροπίας εγκεφάλου διενεργώντας σαρώσεις fMRI εξήντα εθελοντών πριν και μετά την κατάποση χάπι καφεΐνης των 200 mg και στη συνέχεια τη μέτρηση των αλλαγών στη λειτουργική συνδεσιμότητα μεταξύ των δύο σαρώσεις. Δεδομένης της αποδεδειγμένης δύναμης της καφεΐνης που μας βοηθά να εστιάσουμε την προσοχή μας, φαίνεται λογικό να καταγράφονται οι σαρώσεις μια συνολική μείωση της εντροπίας του εγκεφάλου - αύξηση της τάξης του - στη δεύτερη σάρωση, αλλά στην πραγματικότητα το αντίθετο ήταν αληθής. Οι εγκέφαλοι με καφεΐνη έδειξαν α πιο ψηλά επίπεδο εντροπίας, ιδιαίτερα στον προμετωπιαίο φλοιό, το πλευρικό ραβδωτό σώμα, τον οπτικό φλοιό και το κινητικές περιοχές - περιοχές του εγκεφάλου που εμπλέκονται περισσότερο στην «προσοχή, επαγρύπνηση και δράση / κινητήρα λειτουργία."

Το εύρημα ότι η καφεΐνη αυξάνει την εντροπία στις περιοχές του εγκεφάλου μας που είναι υπεύθυνες για την προσοχή και την επαγρύπνηση μπορεί να φαίνεται να έρχεται σε αντίθεση με την υποκειμενική αντίληψή μας - υποστηριζόμενη από μια σταθερή έρευνα - ότι η καφεΐνη αυξάνει τις δυνάμεις μας του συγκέντρωση, αλλά όταν εξετάζουμε τους τύπους γνωστικών εργασιών που απαιτούνται τακτικά από τον εγκέφαλό μας, το αποτέλεσμα δεν προκαλεί καθόλου έκπληξη. Ο κόσμος που περιηγηθούμε σε καθημερινή βάση μοιάζει πολύ με μια ανακατεμένη τράπουλα απ 'ότι είναι μια τράπουλα φρέσκια από το κουτί, γεμάτη απρόβλεπτες ανατροπές που συχνά απαιτούν από τον εγκέφαλό μας να τακτοποιήσουν ταυτόχρονα πολλαπλές εναλλακτικές ενέργειες πριν καταλήξουμε σε αυτό που προσφέρει την υψηλότερη πιθανότητα επίτευξης των επιθυμητών μας αποτέλεσμα. Μια χαμηλή εντροπία εγκεφάλου, με πιο προβλέψιμο εύρος μοτίβων συνδεσιμότητας, είναι λιγότερο εξοπλισμένη για να αντιμετωπίσει τις περίπλοκες, συχνά απίθανες πληροφορίες επεξεργάζεται τις απαιτήσεις με τις οποίες ο κόσμος μας αντιμετωπίζει συνήθως από έναν εγκέφαλο που χαρακτηρίζεται από πιο ποικίλη και λιγότερο προβλέψιμη συνδεσιμότητα μοτίβα. Τα υψηλότερα επίπεδα εντροπίας ισοδυναμούν με μεγαλύτερη πολυπλοκότητα και ενώ είναι αλήθεια ότι η υπερβολική εντροπία μπορεί να είναι προβληματική ( σχιζοφρένεια, για παράδειγμα), μέχρι ένα σημείο, η πολυπλοκότητα ενός εγκεφάλου με υψηλότερη εντροπία τον καθιστά καλύτερα σε θέση να αλληλεπιδρά με τον περίπλοκο κόσμο στον οποίο ζούμε από ότι είναι ένας πιο ομαλός, χαμηλός εντροπικός εγκέφαλος. Αρκετές πρόσφατες μελέτες, στην πραγματικότητα, έχουν βρει μια θετική συσχέτιση μεταξύ εντροπίας εγκεφάλου και ανθρώπου νοημοσύνη σε γενικές γραμμές, οπότε ένας ιδιαίτερα ενθουσιώδης πότης καφέ μπορεί να κάνει σχεδόν την περίπτωση που η καφεΐνη σας κάνει πιο έξυπνους.

Ενώ είναι αλήθεια ότι ένας τέτοιος ακραίος ισχυρισμός είναι ίσως αδικαιολόγητος σε αυτό το σημείο, η έρευνα έχει δείξει ότι η εγκεφαλική εντροπία σχετίζεται με τον τύπο γνωστική πολυπλοκότητα που χαρακτηρίζει συνήθως την ανθρώπινη νοημοσύνη και αυτή η πιο πρόσφατη μελέτη δείχνει ότι η καφεΐνη είναι ένα μέσο αύξησης αυτού περίπλοκο. Όλη αυτή η έρευνα που εξετάζεται από κοινού πρέπει, τουλάχιστον, να μας δώσει μια ώθηση αυτοπεποίθηση καθώς φτάνουμε για ένα φλιτζάνι καφέ για να μας βοηθήσει στο επόμενο μεγάλο έργο που αντιμετωπίζουμε.