La cafeína no sólo se encuentra en el café, sino también en el té, el chocolate, las bebidas energéticas y muchos refrescos, lo que la convierte en una de las sustancias psicoactivas más consumidas en el mundo. En un estudio publicado en Nature Communications Biology, un equipo de investigadores de la Universidad de Montreal ha obtenido nuevos conocimientos sobre cómo la cafeína puede alterar el sueño e influir en la recuperación física y cognitiva del cerebro durante la noche.

La influencia de la cafeína en el sueño

El estudio fue dirigido por Philipp Thölke, investigador asociado del Laboratorio de Neurociencia Cognitiva y Computacional (CoCo Lab) de la UdeM, y codirigido por el director del laboratorio, Karim Jerbi, profesor de psicología e investigador de Mila – Instituto Quebequense de Inteligencia Artificial. En colaboración con Julie Carrier, catedrática de Psicología del Sueño y el Envejecimiento, y su equipo del Centro de Investigación Avanzada en Medicina del Sueño de la UdeM, los científicos utilizaron la IA y la electroencefalografía (EEG) para investigar los efectos de la cafeína en el sueño.

Pudieron demostrar por primera vez que la cafeína aumenta la complejidad de las señales cerebrales y potencia la «criticidad» del cerebro durante el sueño. Curiosamente, esto era más pronunciado en adultos jóvenes. «La criticidad describe un estado del cerebro equilibrado entre el orden y el caos», explica Jerbi. «Es como una orquesta: si es demasiado tranquila, no pasa nada; si es demasiado caótica, hay cacofonía. La criticidad es el término medio en el que la actividad cerebral es organizada y flexible. En este estado, el cerebro funciona de forma óptima: puede procesar la información con eficacia, adaptarse rápidamente, aprender y tomar decisiones con agilidad». Carrier añade: «La cafeína estimula el cerebro y lo pone en un estado de criticidad en el que está más alerta, atento y receptivo. Aunque esto es útil para la concentración durante el día, este estado podría interferir con una buena noche de sueño: el cerebro no se relajaría ni se recuperaría adecuadamente.»

Efectos en el procesamiento de la memoria

Para investigar cómo afecta la cafeína al cerebro dormido, el equipo de Carrier registró la actividad cerebral nocturna de 40 adultos sanos mediante un electroencefalograma. Compararon la actividad cerebral de cada participante en dos noches distintas: una después de tomar cápsulas de cafeína tres horas y luego una hora antes de acostarse, y otra después de tomar un placebo a la misma hora.

«Utilizamos análisis estadísticos avanzados e inteligencia artificial para identificar cambios sutiles en la actividad neuronal», explica Thölke, autor principal del estudio. Los resultados mostraron que la cafeína aumentaba la complejidad de las señales cerebrales, lo que sugiere una actividad neuronal más dinámica y menos predecible, especialmente durante la fase no REM del sueño, que es crítica para la consolidación de la memoria y la recuperación cognitiva.

Los investigadores también descubrieron cambios notables en los ritmos eléctricos del cerebro durante el sueño: la cafeína atenuaba oscilaciones más lentas como las ondas theta y alfa, que suelen asociarse con el sueño profundo y reparador, y estimulaba la actividad de las ondas beta, más comunes durante la vigilia y la actividad mental. «Estos cambios sugieren que, bajo la influencia de la cafeína, el cerebro permanece en un estado más activo y menos reparador incluso durante el sueño», afirma Jerbi, que también ocupa la Cátedra de Investigación de Canadá en Neurociencia Computacional y Neuroimagen Cognitiva. Este cambio en la actividad rítmica del cerebro podría explicar por qué la cafeína merma la eficacia de la recuperación nocturna del cerebro, lo que puede tener implicaciones para el procesamiento de la memoria».

Las personas de 20 años son las más afectadas

El estudio también demostró que los efectos de la cafeína sobre la dinámica cerebral eran significativamente más pronunciados en los adultos jóvenes de entre 20 y 27 años que en los participantes de mediana edad, de entre 41 y 58 años, especialmente durante el sueño REM, la fase asociada al sueño. Los adultos jóvenes respondieron más intensamente a la cafeína, lo que probablemente se deba a una mayor densidad de receptores de adenosina en sus cerebros. La adenosina es una molécula que se acumula gradualmente en el cerebro a lo largo del día, provocando una sensación de cansancio. Los receptores de adenosina disminuyen de forma natural con la edad, lo que reduce la capacidad de la cafeína para bloquearlos y mejorar la complejidad cerebral, lo que puede explicar en parte el menor efecto de la cafeína en los participantes de mediana edad.

Estas diferencias relacionadas con la edad sugieren que los cerebros más jóvenes pueden ser más sensibles a los efectos estimulantes de la cafeína. Dada la prevalencia mundial de la cafeína, sobre todo como remedio diario contra la fatiga, los investigadores subrayan la importancia de comprender sus complejos efectos sobre la actividad cerebral en los distintos grupos de edad y estados de salud. Añaden que es necesario seguir investigando para aclarar cómo afectan estos cambios neuronales a la salud cognitiva y al funcionamiento diario, y para desarrollar potencialmente recomendaciones personalizadas sobre la ingesta de cafeína.