咖啡可以帮助你保持清醒，但一旦你入睡后，咖啡因实际上对你的大脑做了什么？通过人工智能，一组研究人员找到了答案：它影响了大脑的“临界性”。
4月份发表在《自然通讯生物学》上的一项研究中，蒙特利尔大学的研究团队揭示了咖啡因如何改变睡眠并影响大脑在夜间的身体和认知恢复。该研究由蒙特利尔大学认知与计算神经科学实验室（CoCo Lab）的研究员Philipp Tholke领导，并由该实验室主任、心理学教授兼魁北克人工智能研究所研究员Karim Jerbi共同领导。
研究结果：
与蒙特利尔大学睡眠与衰老心理学教授Julie Carrier及其团队合作，科学家们利用人工智能和脑电图（EEG）研究了咖啡因对睡眠的影响。他们首次展示了咖啡因增加了大脑信号的复杂性，并在睡眠期间增强了大脑的“临界性”。有趣的是，这种效应在年轻成年人中更为显著。
Jerbi解释说：“临界性描述了一种介于有序和混沌之间的大脑状态。就像一个乐团，太安静则什么也不会发生，太混乱则会变成噪音。临界性是大脑活动既有序又灵活的理想状态。在这种状态下，大脑功能最佳：它可以高效地处理信息，快速适应，敏捷学习和决策。”
Carrier补充说：“咖啡因刺激大脑并将其推向临界状态，在这种状态下，大脑更加清醒、警觉和反应迅速。虽然这在白天对集中注意力很有用，但在夜间这种状态可能会干扰休息：大脑既不能放松也不能充分恢复。”
研究人员还发现了睡眠期间大脑电节律的显著变化：咖啡因减弱了较慢的振荡，如θ波和α波——通常与深度恢复性睡眠相关——并刺激了β波活动，后者在清醒和精神参与时更为常见。“这些变化表明，即使在睡眠期间，受咖啡因影响的大脑仍然处于更活跃、较少恢复的状态，”Jerbi说道。他还持有加拿大计算神经科学和认知神经成像研究主席职位。“大脑节奏活动的这种变化可能有助于解释为什么咖啡因会影响大脑夜间恢复的效率，进而影响记忆处理。”
研究还显示，咖啡因对大脑动态的影响在20至27岁的年轻成年人中比41至58岁的中年人更为显著，尤其是在与做梦相关的REM睡眠阶段。
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