Um pequeno caos com o seu café?

A cafeína produz um distúrbio benéfico no cérebro humano.

Fonte: Pixabay / CC0 Public Domain

Qualquer bebedor de café sério pode oferecer abundante prova anedótica do poder da cafeína para aumentar nossas habilidades de processamento de informação. Quem, de uma só vez ou outra, não conseguiu parar no meio de algum projeto importante, apenas para pegar a xícara de café mais próxima (ou chá ou refrigerante com cafeína), e aproveitar a onda de cafeína até o sucesso do projeto. conclusão? E as evidências desse benefício de cafeína que estimula o cérebro não são meramente anedóticas. Numerosos estudos científicos demonstraram o poder da cafeína para aguçar nosso foco mental. Um estudo recente na China oferece um vislumbre interessante da mecânica neural por trás desse benefício, encontrando uma conexão entre o uso de cafeína e a quantidade de entropia, ou desordem, no cérebro, e a conexão não aponta na direção que você pode pensar.

Quando consideramos a função cognitiva de nossos cérebros, tipicamente pensamos em ordem como uma virtude e desordem como um vício. “Uma mente organizada é uma mente saudável”, podemos dizer. No mundo da física (a segunda lei da termodinâmica, para ser específica), a entropia é uma medida da desordem de qualquer sistema fechado – quanto maior a entropia, maior a desordem. Para dar um exemplo familiar, um baralho de cartas de baralho não embaralhado direto da caixa é um sistema muito ordenado, com todos os naipes agrupados e todos os números subindo sequencialmente um naipe de cada vez. Se você dividir o baralho nos três de copas, você sabe antes de olhar que a próxima carta do baralho será um quatro de copas. Embaralhe o baralho, no entanto, e esses mesmos três corações podem ser seguidos por qualquer outra carta no baralho. A probabilidade de ver um quatro de copas lá é exatamente o mesmo que ver os quatro de paus, ou o rei de diamantes, ou o ás de espadas. Embaralhar o baralho introduziu desordem ou entropia no sistema.

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Em nossos cérebros, a entropia é uma medida do número e da variedade de configurações neurais possíveis, conforme determinado pela conectividade funcional, ou “correlação de sinal”, entre diferentes regiões cerebrais. Quanto maior essa correlação de sinal, mais previsíveis são os padrões de conectividade entre as diferentes regiões do cérebro. E quanto mais previsíveis forem os padrões de conectividade, menor será a entropia geral do cérebro. Um cérebro de baixa entropia é um cérebro ordenado. Uma redução na correlação de sinais, no entanto, diminui a previsibilidade dos padrões de conectividade e, como embaralhar um baralho de cartas, eleva o nível de entropia no cérebro.

Chang et al. investigaram a correlação da ingestão de cafeína com os níveis gerais de entropia cerebral, realizando ressonâncias magnéticas de sessenta voluntários antes e depois de ingerirem uma pílula de cafeína de 200 mg e, em seguida, medindo as mudanças na conectividade funcional entre os dois exames. Dado o poder demonstrado da cafeína para nos ajudar a concentrar nossa atenção, parece lógico que as varreduras registrariam uma diminuição geral na entropia do cérebro – um aumento em sua ordem – na segunda varredura, mas na verdade o oposto era verdadeiro. Os cérebros cafeinados mostraram um nível mais alto de entropia, particularmente no córtex pré-frontal, no estriado lateral, no córtex visual e nas áreas motoras – regiões do cérebro mais envolvidas na “atenção, vigilância e ação / função motora”.

A descoberta de que a cafeína aumenta a entropia nas áreas de nosso cérebro responsáveis ​​pela atenção e vigilância pode parecer contradizer nossa percepção subjetiva – sustentada por pesquisas sólidas – de que a cafeína aumenta nosso poder de concentração, mas quando consideramos os tipos de tarefas cognitivas regularmente exigidas de nossos cérebros, o resultado não é surpreendente em tudo. O mundo em que navegamos no dia-a-dia é muito mais como um baralho de cartas do que um baralho recém-saído da caixa, cheio de reviravoltas e reviravoltas imprevisíveis que muitas vezes exigem que nossos cérebros classifiquem vários cursos alternativos. de ação simultaneamente antes de decidir sobre o que oferece a maior probabilidade de alcançar o resultado desejado. Uma entropia de baixo cérebro, com uma faixa mais previsível de padrões de conectividade, é menos equipada para lidar com demandas de processamento de informações complexas e frequentemente improváveis ​​com as quais nosso mundo nos confronta rotineiramente, do que um cérebro caracterizado por padrões de conectividade mais variados e menos previsíveis. Níveis mais altos de entropia equivalem a maior complexidade, e embora seja verdade que muita entropia pode ser problemática (estar associada à esquizofrenia, por exemplo), até certo ponto, a complexidade de um cérebro de entropia maior o torna mais capaz de interagir com o mundo complexo em que vivemos, do que um cérebro mais ordenado e de baixa entropia. Vários estudos recentes, de fato, encontraram uma correlação positiva entre a entropia do cérebro e a inteligência humana em geral, de modo que um bebedor de café particularmente entusiasmado quase poderia argumentar que a cafeína deixa você mais esperto.

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Embora seja verdade que uma afirmação tão extrema talvez não seja justificável nesse ponto, a pesquisa mostrou que a entropia cerebral está associada ao tipo de complexidade cognitiva que tipicamente caracteriza a inteligência humana, e esse estudo mais recente sugere que a cafeína é um meio de aumentar essa complexidade. Toda essa pesquisa considerada em conjunto deve, no mínimo, nos dar um impulso de confiança enquanto buscamos uma xícara de café para nos ajudar no próximo grande projeto que estamos enfrentando.

Referências

Carhart-Harris, R. et ai. “O cérebro entrópico: uma teoria dos estados conscientes informada pela pesquisa de neuroimagem com drogas psicodélicas.” Frontiers in Human Neuroscience (fevereiro de 2014).

Chang, Da, Canção de Donghi, Jian Zhang, Shang Yuanqi, Qui Ge e Zé Wang. “A cafeína provoca um aumento generalizado da entropia cerebral em repouso”. Scientific Reports 8 (fevereiro de 2018).

Pasman, W. et al. “Efeito da cafeína na atenção e no estado de alerta medidos em um ambiente doméstico, usando testes de cognição baseados na web”. Protocolos de pesquisa do JMIR (setembro de 2017).