Le café, une boisson populaire du matin pour commencer la journée, est souvent bu pour la vigilance. Mais certains chercheurs pensent que boire du café peut également modifier le cerveau à long terme.
Depuis un certain temps déjà, des recherches sur les animaux et les humains suggèrent que la consommation de caféine à long terme améliore l’apprentissage et l’intelligence en affinant les neurones pour une activité neuronale efficace et en augmentant le nombre d’états que le cerveau peut avoir.
Les abeilles qui ont consommé de la caféine peuvent se souvenir d’un parfum floral appris précédemment.
Les personnes qui ont pris de la caféine immédiatement après avoir appris ont obtenu de meilleurs résultats aux tâches de discrimination.
La relation possible de la caféine avec l’apprentissage et la cognition peut également être la raison pour laquelle les buveurs de café ont systématiquement un risque plus faible de développer un déclin cognitif et des maladies neurodégénératives, notamment la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.
Que fait exactement la caféine sur notre cerveau pour améliorer l’apprentissage et réduire le déclin cognitif, et quels sont ses effets à long terme ?
Les études animales peuvent nous fournir une réponse.
Le café active les gènes d’apprentissage tandis que les gènes métaboliques sont désactivés
Certaines recherches montrent que la caféine peut améliorer la formation de la mémoire à long terme en améliorant et en affinant le processus d’apprentissage dans le cerveau.
Des chercheurs français ont expérimenté l’effet de la caféine sur l’apprentissage en ayant des souris habituées à être exposées à des environnements d’apprentissage pour naviguer dans un labyrinthe aquatique.
Un groupe de ces souris a bu de l’eau normale, tandis que l’autre groupe a bu de l’eau avec de la caféine à une concentration équivalente à un apport modéré chez l’homme.
En examinant les cerveaux des souris naviguant dans le labyrinthe, les chercheurs ont découvert que les deux groupes de souris allumaient les gènes d’apprentissage et que les gènes non impliqués dans l’apprentissage étaient « désactivés », y compris les gènes qui participaient au métabolisme des graisses.
Cependant, les souris qui consommaient quotidiennement de la caféine ont appris à naviguer plus rapidement dans différents endroits et ont régulé beaucoup plus de gènes que les souris qui ne buvaient que de l’eau. Les souris buvant de la caféine régulaient cinq fois plus de gènes que l’autre groupe qui ne régulait que 209 gènes.
Cet effet a duré plus de deux semaines, démontrant un changement durable dans le cerveau.
De plus, le groupe caféine a activé beaucoup plus de gènes qui peuvent améliorer l’apprentissage et la connectivité entre les neurones et a désactivé plus de gènes liés au métabolisme des graisses et des amides par rapport aux souris qui ont bu de l’eau ordinaire.
La recherche scientifique parle des effets de la nature et de l’acquis. En génétique, la « nature » est l’ADN que vous héritez de vos parents, et « l’éducation » est les facteurs environnementaux qui peuvent déterminer la façon dont vos gènes sont exprimés.
Les gènes peuvent être activés ou désactivés via des molécules appelées modificateurs épigénétiques qui adhèrent à l’ADN et peuvent être contrôlées par des facteurs environnementaux tels que l’alimentation, le comportement et l’humeur, entre autres.
Les modificateurs épigénétiques comprennent les groupes méthyle qui désactivent les gènes et les groupes acétyle qui activent généralement les gènes.
Lorsqu’un gène est désactivé, l’ADN devient très compact et les informations qu’il code deviennent très difficiles d’accès ou de lecture. Cependant, les gènes activés restent non connectés, ce qui permet de lire facilement les informations, qui sont ensuite traduites en processus métaboliques cellulaires.
Par conséquent, en fonction du comportement et de l’alimentation d’une personne, différents gènes seront activés pour permettre différents processus.
Dans le cas des souris qui ont appris quelque chose de nouveau, celles qui ont bu de l’eau contenant de la caféine avaient un processus épigénétique amélioré dans leurs gènes d’apprentissage et de connectivité que les souris qui ne buvaient que de l’eau, ce qui suggère une expérience d’apprentissage améliorée.
Les chercheurs ont poursuivi leurs expériences pour voir si la caféine avait le même effet sur des souris qui ne se trouvaient pas dans un environnement d’apprentissage.
Curieusement, la caféine a eu l’effet inverse chez les souris sédentaires.
Les souris sédentaires forcées d’apprendre et de naviguer dans un labyrinthe aquatique ont supprimé les gènes d’apprentissage et activé le métabolisme, suggérant un renforcement de ce à quoi elles étaient habituées, à savoir aucun exercice et aucun apprentissage.
Cependant, cette amélioration a été augmentée dans les gènes des souris sédentaires qui buvaient de la caféine, avec une suppression encore plus importante des processus d’apprentissage, et ainsi de suite.
Les chercheurs ont conclu que la caféine pouvait fournir un meilleur « codage des événements liés à l’expérience ».
Pour ceux où l’apprentissage est intrinsèque, la caféine a accéléré le processus d’apprentissage, mais pour ceux qui ont un mode de vie sédentaire, la caféine a stimulé les gènes dans la direction opposée.
Ces résultats ouvrent la possibilité que la caféine puisse être utilisée pour améliorer d’autres processus, tels qu’un codage plus efficace des processus pendant l’exercice.
Caféine, apprentissage et maladies du cerveau
La connaissance et la caféine sont deux facteurs de protection importants contre le déclin cognitif, comme la maladie d’Alzheimer et la démence.
La compréhension commune est que ceux qui en savent plus et ont plus de capacités cognitives progressent plus lentement avec un déclin cognitif.
Cependant, des études ont montré que la caféine pourrait jouer un rôle plus intrinsèque dans la prévention du déclin neurodégénératif et cognitif.
Un apport modéré en caféine protège les personnes contre le développement de troubles neurodégénératifs, notamment la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.
Pour un maximum de bienfaits pour la santé, l’apport quotidien est généralement limité à 400 mg de caféine par jour, soit l’équivalent de 3 à 4 tasses de café.
Certaines études montrent que boire jusqu’à 400 mg réduit le risque à long terme de la maladie d’Alzheimer et de la maladie de Parkinson par rapport aux utilisateurs avec peu ou pas de caféine.
La maladie d’Alzheimer et la caféine
La maladie d’Alzheimer est une maladie neurodégénérative progressive et irréversible qui entraîne des pertes cognitives, comportementales et de mémoire.
À un stade tardif, les patients perdront progressivement leur contrôle moteur involontaire et volontaire.
Ces symptômes peuvent s’expliquer par les zones du cerveau les plus touchées par la maladie d’Alzheimer, notamment l’hippocampe, un hippocampe situé au plus profond du cerveau, et le néocortex, la couche externe du cerveau.
L’hippocampe forme et stocke la mémoire à long terme, tandis que le néocortex est responsable des mouvements volontaires, des décisions, des émotions et de la perception.
Dans la maladie d’Alzheimer, dans l’hippocampe et le néocortex, les patients développent généralement des dépôts de plaque constitués de plaques de protéine bêta-amyloïde à l’extérieur des cellules, une accumulation de nœuds fibreux de protéine tau dans les neurones et une perte neuronale.
Cependant, des études animales ont montré que la caféine réduit les plaques bêta-amyloïdes caractéristiques de la maladie d’Alzheimer.
Chez les rats, la caféine peut réduire les plaques jusqu’à 60 et 50 % dans l’hippocampe et le néocortex.
La perte d’une protéine appelée protéine kinase A (PKA) est également un facteur courant dans la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies neurodégénératives.
Des niveaux normaux de PKA protègent contre la maladie d’Alzheimer, car la protéine réduit la formation de plaque en empêchant l’accumulation de protéines formant la plaque.
Chez les souris présentant des plaques de type Alzheimer, la caféine peut ramener les niveaux de PKA à la normale et réduire les plaques dans le cerveau.
En tant qu’antioxydant, la caféine réduit également le stress oxydatif en neutralisant l’action des espèces réactives de l’oxygène, souvent causée par la dégradation des graisses ou d’autres processus cellulaires.
Les espèces réactives de l’oxygène peuvent endommager les neurones et provoquer la mort cellulaire, mais leur neutralisation par l’action de la caféine réduit et prévient la perte neuronale.
la maladie de Parkinson
La maladie de Parkinson est une autre maladie neurodégénérative contre laquelle la caféine peut protéger.
La dopamine est un neurotransmetteur qui agit comme un interrupteur pour activer les neurones.
Dans la maladie de Parkinson, cependant, les neurones producteurs de dopamine dans la substantia nigra et le striatum, deux structures importantes dans le contrôle du mouvement, sont lentement détruits.
Les patients atteints de la maladie de Parkinson présentent souvent une bradykinésie (ralentissement des mouvements), une raideur et une instabilité posturale.
Cependant, la caféine peut réduire les dommages et la mort des neurones producteurs de dopamine car elle peut inhiber les récepteurs de l’adénosine, dont certains sont responsables de l’inflammation et des dommages aux cellules cérébrales qui peuvent endommager les neurones producteurs de dopamine.
Thé ou café?
Bien que le café soit la boisson la plus courante et la plus appréciée pour la consommation de caféine, ce n’est pas la seule source naturelle de ce produit chimique intéressant.
Selon la méthode d’infusion et le type de café utilisé, la teneur en caféine peut varier (pdf).
L’espresso contient la caféine la plus concentrée entre 0,6 et 3,3 mg par millimètre. Le café bouilli ou filtré a une concentration en caféine de 0,7 à 1,1 mg/ml et le café instantané a généralement une concentration de 0,2 à 0,6 mg/ml.
Le café Arabica est le plus consommé, mais le Robusta contient près du double de caféine.
En plus de la caféine, le café est également riche en antioxydants tels que les acides hydroxycinnamiques (70 à 350 mg) et les polyphénols (35 mg), qui préviennent tous deux le développement de maladies causées par une inflammation chronique, notamment le cancer et le diabète.
La boisson contient également une petite portion de minéraux, notamment du potassium, du magnésium et du phosphore.
Malgré tous ses effets positifs, le café ne doit être consommé qu’avec modération avec pas plus de 4 tasses par jour – 400 mg de caféine – avec une limite de 200 mg (deux doses) par boisson. La caféine peut également ne pas convenir à tout le monde, car ceux qui y sont sensibles peuvent souffrir de palpitations cardiaques, d’hypertension artérielle et d’agitation.
Si vous êtes sensible à la caféine ou si le café n’est pas votre truc, le thé est une bonne alternative à une boisson saine à faible teneur en caféine.
Le thé séché contient la teneur en caféine la plus élevée ; 3,5% des feuilles de thé sont de la caféine, contre 1,1 à 2,2% dans les grains de café.
Cependant, étant donné que plus de grains de café sont utilisés par portion, une seule portion de thé contiendra rarement plus de 100 mg de caféine.
Réduire le temps d’infusion et abaisser la température d’infusion du thé réduira la quantité de caféine. Plus le thé est chaud et plus il est infusé longtemps, plus sa teneur en caféine est élevée.
Pour tirer le meilleur parti de la caféine d’une portion de thé, essayez d’infuser du thé noir à des températures allant jusqu’à 100 °C pendant plus de 3 minutes pour obtenir un maximum de 90 mg de caféine dans une boisson.
Infuser du thé noir pendant 3 minutes réduira généralement de moitié le contenu à 47 mg.
Le thé matcha, la forme en poudre du thé vert séché, est également un thé hautement caféiné fournissant 35 mg de caféine par portion d’une demi-cuillère à café (1 g).
Le thé vert et le thé blanc sont plus faibles que le matcha et le thé noir et ont un goût plus subtil par rapport au goût prononcé distinctif du thé noir.
Ces boissons sont généralement infusées à des températures inférieures à 180 F (82 C), ce qui donne 20 à 45 mg de caféine par portion pour le matcha et 6 à 60 mg pour le thé vert.
Les tisanes telles que la camomille, la lavande et le jasmin ne contiennent pas de caféine, bien que certaines boissons rapportent une teneur en caféine négligeable.
Comme le café, le thé est également une riche source d’antioxydants. Les feuilles de thé sont riches en polyphénols, qui maintiennent la santé intestinale et ont des effets anti-âge.
Des minéraux tels que le potassium, le calcium et le magnésium sont également présents dans de petites portions de thé.
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