Caffeine induces age-dependent increases in brain complexity and criticality during sleep
Notice bibliographique
Résumé
Caffeine is the most widely consumed psychoactive stimulant worldwide. Yet important gaps persist in understanding its effects on the brain, especially during sleep. We analyzed sleep electroencephalography (EEG) in 40 subjects, contrasting 200 mg of caffeine against a placebo condition, utilizing inferential statistics and machine learning. We found that caffeine ingestion led to an increase in brain complexity, a widespread flattening of the power spectrum's 1/f-like slope, and a reduction in long-range temporal correlations. Being most prominent during non-rapid eye movement (NREM) sleep, these results suggest that caffeine shifts the brain towards a critical regime and more diverse neural dynamics. Interestingly, this was more pronounced in younger adults (20-27 years) compared to middle-aged participants (41-58 years) during rapid eye movement (REM) sleep, while no significant age effects were observed during NREM. Interpreting these data in the light of modeling and empirical work on EEG-derived measures of excitation-inhibition balance suggests that caffeine promotes a shift in brain dynamics towards increased neural excitation and closer proximity to a critical regime, particularly during NREM sleep.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».