喝咖啡时你的大脑在经历什么？

小友说：自问听过很多关于“少喝咖啡”的大道理（什么影响睡眠啊，会上瘾啊，等等等等），但也许从未深入神经的微观层面，了解咖啡因的作用和影响。看完这篇文章，“咖啡奶茶还有需要的吗”？（高铁乘务腔）

我父亲常常开玩笑说，数百年后的人类学家会认为，西雅图女神（注：世界最著名的咖啡品牌星巴克源自美国西雅图，其品牌标识上有一个美人鱼形象，被称为“星巴克女神”）的狂热信徒将会在美国的每个机场、购物商场和火车站都装饰上女神的神殿。信徒们会在圣餐仪式上分享咖啡、茶和浓缩咖啡。

事实上，今天的人类学家已经告诉我们，在美国的一些本土文化中，喝那些会影响精神状态的饮品（比如佩奥特掌茶）其实是宗教典礼活动中重要的一部分，尽管这类茶饮在典礼上看上去有点多余。所有的茶和咖啡对精神都会有影响，除非是没有咖啡因的。尽管没达到佩奥特掌茶的致幻程度，但对人的精神也会有影响。（注：佩奥特掌，一种原产于美国西南部的仙人掌，含有一种叫墨司卡林的致幻生物碱）

和墨司卡林一样，咖啡因也是一种影响人们精神状态的生物碱，同时它还是一种含有氮原子的苦味有机碱。很多植物为了自保，会分泌出像咖啡因和墨司卡林之类的生物碱去毒死那些咬食它们的昆虫和小动物。咖啡因不像墨司卡林，除非你摄入过多，否则不足以致幻。

我们都知道咖啡因会产生的作用：使人提高警惕、缓解疲劳，也可以使人双手颤抖或患上轻度焦虑，还能使人频生尿意。在“精神病学的圣经”《诊断与统计手册》（第五版）中，咖啡因脱瘾（注：上瘾人群在停止吸食后会出现一系列不适症状，又称“戒断反应”）甚至被定义为精神病，发病时常伴有剧烈头痛、疲倦以及注意力障碍等症状。实际上，咖啡因是世界上最多人消费的精神类药物，而是否上瘾则取决于个人。

咖啡因就像是一个狡猾的骗子，玩弄并操纵着你大脑中的腺苷酸受体。对于腺苷酸，你可能只知道它是组成DNA遗传编码的四种核苷之一，或只知道它是“细胞能量货币”ATP（三磷酸腺苷）的基质。

然而，你可能不知道腺苷酸这个多功能分子还充当了血管舒张的神经递质和监管中心，监控着动脉和静脉的扩张。在一天内，腺苷酸在突触后缓慢地积累并激活促进睡眠的受体。就像是一个淘气的小孩把培多乐彩泥往锁孔里塞，咖啡因只单纯地与腺苷酸受体结合而没有真正地激活它们，从而阻止核苷酸去产生睡意。

简言之，咖啡因在结合受体这方面和腺苷酸的确挺相似的，但事实上在刺激受体这方面则相差甚远。这使咖啡狂热爱好者常常有强烈的警觉性和自信。

图注1：咖啡因通过破坏腺苷酸受体从而使人保持清醒。通常情况下，当腺苷酸与它的受体结合之后，神经活动减慢，人会开始犯困；

图注2：当咖啡因和它们的受体结合之后，咖啡因会阻止受体的活动，神经活动加速，人会越发精神；

图注3：大脑的52个事实，认识神经

我们应该都有同感，当感觉身体被掏空时，有人给你递来一杯浓缩黑咖啡，你便觉得整个下午都来劲了，幸福感倍增。在如今我们所倡导的全天候提供服务、全天候接收刺激的高能文化指导下，咖啡因的诱惑力是不可否认的。然而，当你对它上瘾之后，你可能会在某一天早晨伴随着悸动的头痛醒来。

就像上文谈及到的，腺苷酸可以调节血管舒张，当咖啡因阻止腺苷酸与之受体结合，则会导致血管收缩。一旦这种调节消退，血液会快速冲进刚刚扩张的血管，这时便容易使人感到痛苦。为了弥补咖啡因闭锁，神经元在突触处增加了更多腺苷酸受体，这导致人们白天嗜睡并且需要更多咖啡因。

研究者曾用老鼠做了一个实验，结果显示太过频繁地摄入咖啡因将改变许多其他神经递质受体的密度，包括肾上腺素、γ氨基丁酸、乙酰胆碱以及5-羟色胺。

西方文化常宣扬这么一个观点——睡眠是个坏东西，睡觉会导致很多不方便的情况（比如会延长工作周期），睡觉还会让人变懒惰。无论你是某专业领域的杰出人物，还是以“死后才长眠”为座右铭的周末战士，你都很可能为了避开睡魔而掉进一个需要越来越多咖啡因的恶性循环中。然而，睡眠对于记忆形成以及大脑排毒都是至关重要的。

实验员 Xie 和他的同事们曾做过一个研究，研究结果显示，当人们睡着时，作为大脑“垃圾清理通道”的脑部类淋巴系统会加速活动，从而促进脑脊液的活动，从而清理掉大脑和脊髓里的垃圾。通过脑部类淋巴系统的清洁，包括β-淀粉样蛋白（与阿尔兹海默症相关的蛋白质）在内的神经毒素将会从大脑中清空。

为验证这个结论，Xie 和他的同事用老鼠做了另一个实验，结果显示，睡着的老鼠大脑清理β-淀粉样蛋白的速度的确比醒着的老鼠的清理速度快得多。

无论你是为了熬夜学习而喝咖啡多过吃饭的大学生，还是被迫在眉睫的 deadline 穷追猛打的年轻教授，当你在不恰当的时间喝咖啡，或摄取过量的咖啡，这都必然会损害健康。

几乎所有人都知道睡眠不足会导致注意力障碍、记忆受损以及肥胖，但当睡眠不足成为习惯而非偶尔一次性的折磨时，又会发生什么呢？就算我们习惯了睡眠不足所出现的种种症状，并把它当做生活的一部分不予理会，长期睡眠不足依旧会对我们的健康和神经系统造成严重破坏，甚至会提高抑郁症、其他情绪障碍以及肥胖症的患病率。

在睡觉前几个小时的午后来一杯咖啡为什么这么危险？有数据显示，喝咖啡之后，咖啡因含量 80% 的等离子体会存在于大脑中，而咖啡因的半衰期需要 3-7 个小时，也就是说，每过几个小时血液中的咖啡因只消耗了50%。

考虑到咖啡因能够使人头脑清醒并在大脑中停留一段时间的特性，在起床后适当的时间里，喝杯适量的咖啡的确挺诱人的，至少它可以让人在一段时间内心情愉悦、精力旺盛！但是，如果下午茶有人约你喝星巴克，哇，那就要小心了，它可能让你辗转难眠。

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译者 | 翅膀

想象每一种可能的心理学科普爱好者

编辑校对 | 东移，婉君

灵魂配图 | 东移

原文作者： Joel Frohlich and Jenn Tribble

图像作者：Cari?Ritzenthaler and Jooyeun Lee

原文地址：

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

「一日一小变」