科研人員發現：多食用巧克力、可可飲料，可提高大腦認知能力

2020-12-01 學術頭條

香醇的巧克力是我們無法拒絕的美食，但我們或許只熟悉巧克力的濃香，卻不知道其原料可可更是被稱為「神的食物」，其不僅可以製作美味可口的巧克力糖、糕點、飲料，一項最新研究表明，可可中的黃烷醇還會讓人變聰明。


近日，來自一項由美國伊利諾斯大學香檳分校、英國伯明罕大學等研究人員聯合進行的研究表明，多吃含有黃烷醇的食物可以提高人的思維敏捷性。


相關論文以 「Dietary flavanols improve cerebral cortical oxygenation and cognition in healthy adults」為題，發表在自然科學期刊 Scientific Reports 上。

（來源：Scientific Reports）

研究人員發現，健康的成年人在飲用富含黃烷醇的可可飲料後，能更有效地完成某些認知任務，在複雜的項目測試中表現得更好。而且，在事先攝入可可黃烷醇的情況下，人類大腦在遇到輕微的血管損傷時，會恢復得更快。


提升三倍以上


黃烷醇是植物類黃酮的一個子類，是一種天然植物化合物，存在於可可、水果、蔬菜、茶等許多食品中，而可可中的黃烷醇含量最高。此前的研究表明，多吃富含黃烷醇的食物有益於人體的血管。

（來源：Pixabay）

在此次工作中，研究人員首次發現了黃烷醇對健康成年人的大腦血管和認知能力有著積極的影響。


對此，論文作者之一、伯明罕大學營養科學講師 Catarina Rendeiro 表示：「雖然我們在實驗中使用了可可，但黃烷醇在各種水果和蔬菜中極為常見。通過更好地了解食用這些食物組產生的認知好處，以及更廣泛的心血管益處，我們可以為人們提供更好的指導，讓他們更好地選擇自己的飲食。」


該研究招募了 18 名年齡在 18-45 歲的健康男性志願者，他們血壓正常、沒有心腦血管及呼吸系統疾病史。


研究人員分別對志願者進行了兩個單獨的試驗，分別讓他們服用黃烷醇含量較高的可可飲料和黃烷醇含量較低的可可飲料，同時採用雙盲研究設計法，避免研究人員和志願者的主觀感受對實驗結果產生影響。


在飲用可可飲料後約兩個小時，實驗志願者均接受了一種挑戰大腦的血液循環的標準方法，讓他們呼吸二氧化碳濃度大約是空氣中正常濃度 100 倍的空氣，以此產生一種稱為高碳酸血症的效應。然後，通過對試驗人員進行非侵入式結構核磁共振腦掃描，分析她們的 MRI 影像數據，分析他們大腦中的血氧水平。

圖 | 攝入低或高黃烷醇飲食幹預前（0小時）和後（2小時）高碳酸血症（5% CO2）含氧血紅蛋白的大腦 MRI 圖（來源：該論文）

「身體的典型反應是會增加流向大腦的血液，因為這樣可以為大腦提高供氧水平，也會使大腦排出更多的二氧化碳。」 論文作者之一、伊利諾伊大學香檳分校心理學教授 Gabriele Gratton 說。


研究人員通過一種利用光來捕捉大腦血流變化的技術——功能性近紅外光譜技術（functional near-infrared spectroscopy），測量了試驗人員大腦額葉皮層的氧含量，這個區域在大腦作出規劃、調節行為和決策中均起到關鍵作用。

圖 | 在攝入低或高黃烷醇飲食幹預前後，研究人員處於二氧化碳濃度為5% 的環境中，額葉皮層區域的血流動力學反應

他們發現，大多數志願者在攝入可可黃烷醇後，與正常情況或飲用不含黃烷醇的可可相比，大腦氧合反應表現得更強、更快。Rendeiro 說：「在飲用高黃烷醇可可後，試驗者的最大氧合水平比飲用低黃烷醇可可後的水平要高三倍以上，氧合反應快一分鐘左右。」


越難越明顯


在實驗中，研究人員還為試驗志願者設計了複雜的任務挑戰，讓他們管理有時相互矛盾或競爭的需求。

圖 | 在飲用黃烷醇飲料 2 小時後，實驗人員在改良的 Stroop Task 中的認知表現（反效率分數（IES）是指 「反應時間/準確性（以秒為單位）」，圖中是試驗人員在四種不同的情況下的認知表現，他們表現出了逐步增加的認知需求。）

攝入可可黃烷醇後，志願者還執行了更具挑戰性的認知測試，結果表明，高黃烷醇可可的攝入會讓試驗者正確解決問題的速度比平時快 11%。相反，在更容易的任務上，他們卻沒有表現出明顯的差異。


對此，Rendeiro 解釋道：「我們的研究結果表明，參加者服用富含黃烷醇的飲料具有明顯的益處，但前提是任務變得非常複雜。我們可以將這一特性與改善血液氧合的結果聯繫起來，如果你面臨更多的挑戰，那麼大腦需要改善血氧水平來應對這一挑戰。這也進一步表明，黃烷醇在對認知有要求的任務中可能特別有益。」


但是，他們也發現，志願者對可可黃烷醇的反應各不相同。「雖然大多數人在攝入黃烷醇後，表現出了受益的表現，但有一小部分人卻沒有。」在 18 名研究對象中，有 4 名在攝入黃烷醇後，腦氧合反應沒有任何差異，他們在測試中的表現也沒有改善。


Rendeiro 說：「因為這 4 名志願者在平時已經擁有最高的氧合反應，這可能表明對於那些已經相當健康的人，黃烷醇的攝入幾乎對他們的認知沒有多大影響。總的來說，研究結果表明，黃烷醇的攝入與血管活動的改善與認知功能的改善有關。」


參考資料：
https://www.nature.com/articles/s41598-020-76160-9

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