咖啡，当代人的续命神器，是世界上最受欢迎的饮料，80%的成年人每天至少饮用一种含咖啡因的饮料。据估计，全球每天消费30亿杯咖啡。因其含有大量的咖啡因，常被人们饮用以醒神和提高工作效率。过去的多项研究表明，定期喝咖啡可以带来多种健康益处。

大脑废物清除，是从大脑中清除有害废物的过程。我们的大脑会不断产生废物，如果废物堆积过多，就会增加患阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的风险。

2023年9月19日，美国加州大学洛杉矶分校的研究人员在 PNAS 子刊" PNAS Nexus "上发表了一篇题为" Effects of chronic caffeine on patterns of brain blood flow and behavior throughout the sleep-wake cycle in freely behaving mice  "的研究论文。

该研究显示，摄入咖啡，会增加小鼠睡眠期间的大脑血流量，有助于大脑清除代谢废物，表明咖啡具有神经保护作用，有益于大脑健康。

睡眠-觉醒周期是人类生物钟的一部分，它是指在一天中睡眠和清醒状态交替出现的周期。分为两个主要阶段：睡眠期和觉醒期。睡眠期通常包括快速眼动睡眠（REM）和非快速眼动睡眠（NREM）两个阶段。REM睡眠是一种深度睡眠，大脑活动活跃，梦境常常发生在这个阶段。NREM睡眠则分为三个阶段，从浅睡眠逐渐进入深度睡眠。

在该研究中，研究人员使用微创微芯片和视频系统长时间记录小鼠的各种生理和行为参数，分析了咖啡因或安慰剂对小鼠睡眠-觉醒周期中神经血管活动的影响。

研究发现，在基线时，小鼠的睡眠模式一致，通常会在清醒阶段的后半段小睡一会，当摄入咖啡后，会消除小鼠的小睡，并增加清醒时间。相较于正常的睡眠-觉醒周期，摄入咖啡因使小鼠的休息和活动阶段都推迟了2小时，尤其是推迟了快速眼动睡眠的开始时间。

有趣的是，尽管推迟了休息和活动阶段，非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠总量并没有改变，表明咖啡因在活动期增加了清醒度，在休息期巩固了睡眠，小鼠睡得更踏实。

大脑血流量通常与活动相关，在清醒状态下较高，在睡眠状态下较低。然而，这种模式在快速眼动睡眠期是个例外，在此期间，在没有任何运动的情况下，大脑血流量会大幅增加。

研究人员还发现，长期摄入咖啡会改变大脑血流量，与对照组相比，摄入咖啡降低了清醒阶段脑血流量，显著增加了睡眠阶段大脑血流量。

此外，研究发现，长期摄入咖啡因还会增加睡眠和清醒状态下的心率，并且在REM和NREM阶段更明显，表明心率的变化可能是睡眠期间大脑血流量增加的原因。

研究人员表示，这一结果可能表明咖啡因具有神经保护作用，尤其是针对神经退行性疾病的作用，咖啡因引起的睡眠中大脑血流量增加，可能通过大脑废物清除的血管机制对其潜在的神经保护作用产生影响。

总之，结果表明，摄入咖啡因对清醒、REM和NREM状态的时间和神经血管活动有显著的影响，增加睡眠期间的大脑血流量，有助于大脑清除代谢废物，表明咖啡具有神经保护作用，有益于大脑健康。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgad303