喝咖啡時你的大腦在經歷什么？

小友說：自問聽過很多關于“少喝咖啡”的大道理（什么影響睡眠啊，會上癮啊，等等等等），但也許從未深入神經的微觀層面，了解咖啡因的作用和影響。看完這篇文章，“咖啡奶茶還有需要的嗎”？（高鐵乘務腔）

我父親常常開玩笑說，數百年后的人類學家會認為，西雅圖女神（注：世界最著名的咖啡品牌星巴克源自美國西雅圖，其品牌標識上有一個美人魚形象，被稱為“星巴克女神”）的狂熱信徒將會在美國的每個機場、購物商場和火車站都裝飾上女神的神殿。信徒們會在圣餐儀式上分享咖啡、茶和濃縮咖啡。

事實上，今天的人類學家已經告訴我們，在美國的一些本土文化中，喝那些會影響精神狀態的飲品（比如佩奧特掌茶）其實是宗教典禮活動中重要的一部分，盡管這類茶飲在典禮上看上去有點多余。所有的茶和咖啡對精神都會有影響，除非是沒有咖啡因的。盡管沒達到佩奧特掌茶的致幻程度，但對人的精神也會有影響。（注：佩奧特掌，一種原產于美國西南部的仙人掌，含有一種叫墨司卡林的致幻生物堿）

和墨司卡林一樣，咖啡因也是一種影響人們精神狀態的生物堿，同時它還是一種含有氮原子的苦味有機堿。很多植物為了自保，會分泌出像咖啡因和墨司卡林之類的生物堿去毒死那些咬食它們的昆蟲和小動物。咖啡因不像墨司卡林，除非你攝入過多，否則不足以致幻。

我們都知道咖啡因會產生的作用：使人提高警惕、緩解疲勞，也可以使人雙手顫抖或患上輕度焦慮，還能使人頻生尿意。在“精神病學的圣經”《診斷與統計手冊》（第五版）中，咖啡因脫癮（注：上癮人群在停止吸食后會出現一系列不適癥狀，又稱“戒斷反應”）甚至被定義為精神病，發病時常伴有劇烈頭痛、疲倦以及注意力障礙等癥狀。實際上，咖啡因是世界上最多人消費的精神類藥物，而是否上癮則取決于個人。

咖啡因就像是一個狡猾的騙子，玩弄并操縱著你大腦中的腺苷酸受體。對于腺苷酸，你可能只知道它是組成DNA遺傳編碼的四種核苷之一，或只知道它是“細胞能量貨幣”ATP（三磷酸腺苷）的基質。

然而，你可能不知道腺苷酸這個多功能分子還充當了血管舒張的神經遞質和監管中心，監控著動脈和靜脈的擴張。在一天內，腺苷酸在突觸后緩慢地積累并激活促進睡眠的受體。就像是一個淘氣的小孩把培多樂彩泥往鎖孔里塞，咖啡因只單純地與腺苷酸受體結合而沒有真正地激活它們，從而阻止核苷酸去產生睡意。

簡言之，咖啡因在結合受體這方面和腺苷酸的確挺相似的，但事實上在刺激受體這方面則相差甚遠。這使咖啡狂熱愛好者常常有強烈的警覺性和自信。

圖注1：咖啡因通過破壞腺苷酸受體從而使人保持清醒。通常情況下，當腺苷酸與它的受體結合之后，神經活動減慢，人會開始犯困；

圖注2：當咖啡因和它們的受體結合之后，咖啡因會阻止受體的活動，神經活動加速，人會越發精神；

圖注3：大腦的52個事實，認識神經

我們應該都有同感，當感覺身體被掏空時，有人給你遞來一杯濃縮黑咖啡，你便覺得整個下午都來勁了，幸福感倍增。在如今我們所倡導的全天候提供服務、全天候接收刺激的高能文化指導下，咖啡因的誘惑力是不可否認的。然而，當你對它上癮之后，你可能會在某一天早晨伴隨著悸動的頭痛醒來。

就像上文談及到的，腺苷酸可以調節血管舒張，當咖啡因阻止腺苷酸與之受體結合，則會導致血管收縮。一旦這種調節消退，血液會快速沖進剛剛擴張的血管，這時便容易使人感到痛苦。為了彌補咖啡因閉鎖，神經元在突觸處增加了更多腺苷酸受體，這導致人們白天嗜睡并且需要更多咖啡因。

研究者曾用老鼠做了一個實驗，結果顯示太過頻繁地攝入咖啡因將改變許多其他神經遞質受體的密度，包括腎上腺素、γ氨基丁酸、乙酰膽堿以及5-羥色胺。

西方文化常宣揚這么一個觀點——睡眠是個壞東西，睡覺會導致很多不方便的情況（比如會延長工作周期），睡覺還會讓人變懶惰。無論你是某專業領域的杰出人物，還是以“死后才長眠”為座右銘的周末戰士，你都很可能為了避開睡魔而掉進一個需要越來越多咖啡因的惡性循環中。然而，睡眠對于記憶形成以及大腦排毒都是至關重要的。

實驗員 Xie 和他的同事們曾做過一個研究，研究結果顯示，當人們睡著時，作為大腦“垃圾清理通道”的腦部類淋巴系統會加速活動，從而促進腦脊液的活動，從而清理掉大腦和脊髓里的垃圾。通過腦部類淋巴系統的清潔，包括β-淀粉樣蛋白（與阿爾茲海默癥相關的蛋白質）在內的神經毒素將會從大腦中清空。

為驗證這個結論，Xie 和他的同事用老鼠做了另一個實驗，結果顯示，睡著的老鼠大腦清理β-淀粉樣蛋白的速度的確比醒著的老鼠的清理速度快得多。

無論你是為了熬夜學習而喝咖啡多過吃飯的大學生，還是被迫在眉睫的 deadline 窮追猛打的年輕教授，當你在不恰當的時間喝咖啡，或攝取過量的咖啡，這都必然會損害健康。

幾乎所有人都知道睡眠不足會導致注意力障礙、記憶受損以及肥胖，但當睡眠不足成為習慣而非偶爾一次性的折磨時，又會發生什么呢？就算我們習慣了睡眠不足所出現的種種癥狀，并把它當做生活的一部分不予理會，長期睡眠不足依舊會對我們的健康和神經系統造成嚴重破壞，甚至會提高抑郁癥、其他情緒障礙以及肥胖癥的患病率。

在睡覺前幾個小時的午后來一杯咖啡為什么這么危險？有數據顯示，喝咖啡之后，咖啡因含量 80% 的等離子體會存在于大腦中，而咖啡因的半衰期需要 3-7 個小時，也就是說，每過幾個小時血液中的咖啡因只消耗了50%。

考慮到咖啡因能夠使人頭腦清醒并在大腦中停留一段時間的特性，在起床后適當的時間里，喝杯適量的咖啡的確挺誘人的，至少它可以讓人在一段時間內心情愉悅、精力旺盛！但是，如果下午茶有人約你喝星巴克，哇，那就要小心了，它可能讓你輾轉難眠。

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譯者 | 翅膀

想象每一種可能的心理學科普愛好者

編輯校對 | 東移，婉君

靈魂配圖 | 東移

原文作者： Joel Frohlich and Jenn Tribble

圖像作者：Cari?Ritzenthaler and Jooyeun Lee

原文地址：

http://knowingneurons.com/2016/10/06/this-is-your-brain-on-starbucks/

「一日一小變」