咖啡的作用能持续多久？
这个问题，我去年做了一项调查，发在了我们的知乎专栏里（更多关于咖啡的科普文章，请访问我们的专栏）。 咖啡有提神作用吗，这个答案是肯定的。但是很多伙伴会有疑问，这种提神的作用可以持续多长时间呢？我们做了这样一项实验： 我们分别测了五个人在饮用不同浓度咖啡后的警觉性、动作稳态性和记忆能力，以评估咖啡对认知功能的短期影响。 参加实验的人被随机分配到5个试验组中，每组20人。第一组的受试者被告知他们喝的饮料实际上是水；第二组和第三组的受试者被告知他们喝的是浓缩咖啡（4毫克咖啡因/毫升）或意式特浓咖啡（8毫克咖啡因/毫升）；第四组的受试者是咖啡瘾君子，他们每天摄取的咖啡因超过正常上限（400毫克）；第五组的受试者被告知他们喝的是脱因咖啡（即脱去咖啡因的咖啡）。 在参与研究之前，所有受试者的咖啡因敏感度已被证明是相对“安全”的，即他们不需要服用过量的咖啡因来产生明显的咖啡因效果。
每个试验组接受测试前的两周内只使用了低剂量的咖啡因，并坚持规律的睡眠—觉醒模式。在研究过程中，他们被要求不要改变他们的生活方式。在每个测试日，受试者在上午10点前和晚上6点前后各完成一次测试。 在第一次测试中，参与者被要求完成一系列与记忆、注意力、执行功能和反应时间有关的测验。他们还完成了另一个测量焦虑水平的量表。
在第二次测试中，所有参与者都被要求完成同样的测验，但这项任务需要更高水平的注意力、计划和执行功能以及更少的焦虑感。 在第三次测试中，参与者被要求完成一个类似的任务，但这个任务需要更多的分析和决策能力，同时，为了排除咖啡因在两次连续测试之间可能产生的累积效应，我们增加了第二个样本，让这些受试者在24小时后重新进行所有的测试。 这项研究共包含了720次测试，其中每次测试都包含了对认知的严格定义和要求。 主要的研究结果是在第一次测试中，高浓度的咖啡(4 mg/ml)会增加错误率，降低完成测试的能力（见图1）。 随着咖啡因浓度的增加，错误率显著升高，当达到4毫克/毫升的咖啡因时，错误率显著高于基线水平。然而，当咖啡因浓度低于3毫克/毫升时，任何可察觉的差异都不明显。
值得注意的是，虽然咖啡和茶等植物来源的咖啡因对中枢神经系统有相似的作用，但两者引起的反应是不同的。例如，尽管咖啡和含咖啡因的茶都有提神的功效，但喝咖啡会导致短暂的反应加速，而喝茶则会引起持久的记忆力改善。这两种不同的反应可能与脑内不同的受体系统有关。由于人体对咖啡因具有耐受性，因此需要大量饮茶才能起到与咖啡类似的提神功效。
除了改善认知功能和预防老年痴呆症外，茶叶和咖啡中的多酚类化合物还具有抗氧化和抗发炎的特性，可能对预防许多与年龄相关的疾病至关重要。适量摄入咖啡因可能有助于保持肌肉的弹性，从而延缓肌肉萎缩和全身性的衰老过程。 当然，这项研究也有其局限性，比如仅仅观察了咖啡对于老年人短期认知的影响，而对大脑和其他器官造成的长期副作用仍然不得而知。参与者仅接受了两种剂量的咖啡因（4mg/mL和8mg/mL），而对于那些咖啡因敏感的个体，可能会引起更为严重的不良反应。受试者和研究人员都不知道谁喝了哪种饮料，以防止潜在的偏倚。最后，这项研究仅评估了咖啡因的直接效果，而没有考虑其他潜在的因素，如压力、生理周期和不合理的饮食。