Caffeine and Cognitive Performance
Caffeine has been shown to enhance several different
modes of exercise performance including endurance
[8,16,25-28], high-intensity team sport activity [29-34],
and strength-power performance [30,35]. Additionally,
the use of caffeine has also been studied for its contribution
to special force operations, which routinely
require military personnel to undergo periods of sustained
vigilance and wakefulness. In a series of investigations,
McLellan et al. [36-38] examined the effects of
caffeine in special force military units who routinely
undergo training and real life operations in sleep
deprived conditions, where alertness and diligent observation
are crucial to assignment.
In the McLellan et al. investigations [36-38], soldiers
performed a series of tasks over several days, where
opportunities for sleep were exceedingly diminished.
Experimental challenges included a 4 or 6.3 km run, as
well as tests for marksmanship, observation and reconnaissance,
and psychomotor vigilance [36-38]. During
periods of sustained wakefulness, subjects were provided
caffeine in the range of 600-800 mg, and in the form of
chewing gum. The caffeine supplement was consumed
in this manner as it has been shown to be more readily
absorbed, than if it was provided within a pill based on
the proximity to the buccal tissue [39]. In all three studies
[36-38], vigilance was either maintained or
enhanced for caffeine conditions in comparison to
placebo. Additionally, physical performance measures
such as run times and completion of an obstacle course
were also improved by the effects of caffeine consumption
[36,38].
Lieberman et al. [40] examined the effects of caffeine
on cognitive performance during sleep deprivation in U.
S. Navy Seals [40]. However, in this investigation [40]
the participants were randomly assigned varying doses
of caffeine in capsule form delivering either 100, 200, or
300 mg. In a manner similar to previous investigations,
participants received either the caffeine or placebo treatment
and one hour post consumption performed a battery
of assessments related to vigilance, reaction time,
working memory, and motor learning and memory. In
addition, the participants were evaluated at eight hours
post consumption to assess duration of treatment effect
in parallel to the half-life of caffeine, in a manner similar
to a study conducted by Bell et al. [41].
As to be expected, caffeine had the most significant
effect on tasks related to alertness [40]. However, results
were also significant for assessments related to vigilance
and choice reaction time for those participants who
received the caffeine treatment. Of particular importance
are the post-hoc results for the 200 and 300 mg
doses. Specifically, there was no statistical advantage for
consuming 300, as opposed to 200 mg [40]. In other
words, those trainees who received the 300 mg (~4 mg/
kg) dose did not perform significantly better than those
participants who received 200 mg (~2.5 mg/kg). Meanwhile,
a 200 mg dose did result in significant improvements
in performance, as compared to 100 mg. In fact,
it was evident from post-hoc results that 100 mg was at
no point statistically different or more advantageous for
performance than a placebo. These studies [36-38,40]
demonstrate the effects of caffeine on vigilance and
reaction time in a sleep deprived state, in a distinct and
highly trained population. These findings suggest that
the general population may benefit from similar effects
of caffeine, but at moderate dosages in somewhat similar
conditions where sleep is limited.
An additional outcome of the Lieberman et al. [40]
study is the fact that caffeine continued to enhance performance
in terms of repeated acquisition (assessment
of motor learning and short-term memory) and Profile
of Mood States fatigue eight hours following consumption.
These results are in agreement with Bell et al. [41],
where aerobic capacity was assessed 1, 3, and 6 hours
following caffeine consumption (6 mg/kg). Caffeine had
a positive effect on performance for participants classified
as users(≥ 300 mg/d) and nonusers (≤ 50 mg/d);
however, nonusers had a treatment effect at 6 hours
post-consumption, which was not the case for users -
this group only had a significant increase in performance
at 1 and 3 hours post- consumption. Taken
together, results of these studies [40,41] provide some
indication, as well as application for the general consumer
and athlete. Specifically, while caffeine is said to
have a half-life of 2.5-10 hours [42], it is possible performance-
enhancing effects may extend beyond that time
point as individual response and habituation among
consumers varies greatly.
Finally, it was suggested by Lieberman and colleagues
[40] that the performance-enhancing effects of caffeine
supplementation on motor learning and short-term
memory may be related to an increased ability to sustain
concentration, as opposed to an actual effect on working
memory. Lieberman et al. [40] attributed the effects of
caffeine to actions on the central nervous system, specifically
the supplement’s ability to modulate inhibitory
actions, especially those of adenosine. In fact, it was suggested
that because caffeine has the ability to act as an
antagonist to adenosine, alterations in arousal would
explain the compound’s discriminatory effect on behaviors
relating vigilance, fatigue and alertness [40].
Recently, it was also suggested that caffeine can positively
affect both cognitive and endurance performance
[25]. Trained cyclists, who were moderate caffeine consumers
(approximated at 170 mg/d) participated in
three experimental trials consisting of 150 min of
cycling at 60% VO2max followed by five minutes of rest
and then a ride to exhaustion at 75% VO2max. On three
separate days, subjects consumed a commercially available
performance bar that contained either 44.9 g of
carbohydrates and 100 mg of caffeine, non-caffeinatedcarbohydrate
and isocaloric, or flavored water. Results
from a repeated series of cognitive function tests favored
the caffeine treatment in that subjects performed significantly
faster during both the Stroop and Rapid Visual
Information Processing Task following 140 min of submaximal
cycling as well as after a ride to exhaustion. In
addition, participant time increased for the ride to
exhaustion on the caffeine treatment, as compared to
both the non-caffeinated bar and flavored water [25].
Overall, the literature examining the effects of caffeine
on anaerobic exercise is equivocal, with some studies
reporting a benefit [29-32,43,44] and others suggesting
that caffeine provides no significant advantage [45,46].
As with all sports nutrition research, results can vary
depending on the protocol used, and in particular, the
training status of the athlete as well as intensity and
duration of exercise. For example, Crowe et al. [47]
examined the effects of caffeine at a dose of 6 mg/kg on
cognitive parameters in recreationally active team sport
individuals, who performed two maximal 60-second
bouts of cycling on an air-braked cycle ergometer. In
this investigation [47], untrained, moderately habituated
(80-200 mg/d) participants completed three trials (caffeine,
placebo, control) and underwent cognitive
Goldstein et al. Journal of the International Society of Sports Nutrition 2010, 7:5
http://www.jissn.com/content/7/1/5
Page 3 of 15 assessments prior to consumption of each treatment,
post-ingestion at approximately 72-90 min, and immediately
following exercise. Cognitive testing consisted of
simple visual reaction time and number recall tests. Participants
performed two 60-second maximal cycle tests
interspersed by three min of passive rest. The results
were in contrast to other studies that investigated cognitive
parameters and the use of caffeine [25,36-38,40] in
that caffeine had no significant impact on reaction time
or number recall, and there was no additional benefit
for measurements of power. In fact, in this study [47],
the caffeine treatment resulted in significantly slower
times to reach peak power in the second bout of maximal
cycling.
Elsewhere, Foskett and colleagues [48] investigated the
potential benefits of caffeine on cognitive parameters
and intermittent sprint activity and determined that a
moderate dose (6 mg/kg) of caffeine improved a soccer
player’s ball passing accuracy and control, thereby attributing
the increase in accuracy to an enhancement of
fine motor skills.
Based on some of the research cited above, it appears
that caffeine is an effective ergogenic aid for individuals
either involved in special force military units or who
may routinely undergo stress including, but not limited
to, extended periods of sleep deprivation. Caffeine in
these conditions has been shown to enhance cognitive
parameters of concentration and alertness. It has been
shown that caffeine may also benefit endurance athletes
both physically and cognitively. However, the research is
conflicting when extrapolating the benefits of caffeine to
cognition and shorter bouts of high-intensity exercise. A
discussion will follow examining the effects of caffeine
and high-intensity exercise in trained and non-trained
individuals, which may partially explain a difference in
the literature as it pertains to short-term high-intensity
exercise
คาเฟอีนและผลการดำเนินงานความรู้ความเข้าใจคาเฟอีนได้รับการแสดงเพื่อเพิ่มความแตกต่างกันหลายรูปแบบของการออกกำลังกายรวมทั้งผลการดำเนินงานความอดทน[8,16,25-28] ทีมเข้มสูงกิจกรรมกีฬา [29-34], และประสิทธิภาพการทำงานความแข็งแรงอำนาจ [30,35] . นอกจากนี้การใช้งานของคาเฟอีนยังได้รับการศึกษามีส่วนร่วมในการดำเนินงานแรงพิเศษซึ่งเป็นประจำจำเป็นต้องมีบุคลากรทางทหารที่จะได้รับอย่างต่อเนื่องระยะเวลาของการระมัดระวังและตื่นตัว ในซีรีส์ของการสืบสวนที่McLellan et al, [36-38] การตรวจสอบผลกระทบของคาเฟอีนที่อยู่ในกำลังพิเศษหน่วยทหารที่ประจำการฝึกอบรมและการดำเนินงานในชีวิตจริงในการนอนหลับเงื่อนไขปราศจากซึ่งความตื่นตัวและการสังเกตขยันมีความสำคัญต่อการกำหนด. ใน McLellan et al, การสืบสวน [36-38] ทหารดำเนินการชุดของงานในช่วงหลายวันที่โอกาสในการนอนหลับที่ถูกลดลงเหลือเกิน. ความท้าทายการทดลองรวม 4 หรือ 6.3 กม. วิ่งเช่นเดียวกับการทดสอบสำหรับนักแม่นปืนสังเกตและลาดตระเวนและเฝ้าระวังจิต[ 36-38] ในช่วงระยะเวลาของการตื่นตัวอย่างยั่งยืนอาสาสมัครได้ให้คาเฟอีนในช่วง600-800 มก. และในรูปแบบของการเคี้ยวหมากฝรั่ง อาหารเสริมคาเฟอีนที่ได้รับการบริโภคในลักษณะนี้ตามที่ได้รับการแสดงที่จะมากขึ้นอย่างรวดเร็วดูดซึมกว่าถ้ามันถูกให้ภายในยาขึ้นอยู่กับความใกล้ชิดกับเนื้อเยื่อแก้ม[39] ในทุกสามการศึกษา[36-38] ระมัดระวังถูกเก็บรักษาหรือเพิ่มขึ้นสำหรับเงื่อนไขคาเฟอีนในการเปรียบเทียบกับยาหลอก นอกจากนี้มาตรการประสิทธิภาพทางกายภาพเช่นการเรียกใช้เวลาและความสมบูรณ์ของหลักสูตรอุปสรรคได้รับการปรับปรุงโดยผลกระทบของการบริโภคคาเฟอีน[36,38]. ลีเบอร์แมน, et al [40] การตรวจสอบผลกระทบของคาเฟอีนต่อประสิทธิภาพการทำงานความรู้ความเข้าใจในระหว่างการอดนอนในยูเอสซีลกองทัพเรือ[40] อย่างไรก็ตามในการสืบสวนคดีนี้ [40] ผู้เข้าร่วมได้รับการสุ่มที่แตกต่างกันปริมาณของคาเฟอีนในรูปแบบแคปซูลส่งมอบทั้ง 100, 200 หรือ 300 มิลลิกรัม ในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการตรวจสอบก่อนหน้านี้ผู้เข้าร่วมได้รับคาเฟอีนอย่างใดอย่างหนึ่งหรือการรักษายาหลอกและหนึ่งชั่วโมงหลังการดำเนินการบริโภคแบตเตอรี่ของการประเมินที่เกี่ยวข้องกับการระมัดระวังเวลาปฏิกิริยาทำงานหน่วยความจำและการเรียนรู้ยนต์และหน่วยความจำ ในนอกจากนี้ผู้เข้าร่วมได้รับการประเมินที่แปดชั่วโมงการบริโภคที่โพสต์ในการประเมินระยะเวลาของผลการรักษาควบคู่ไปกับครึ่งชีวิตของคาเฟอีนในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการศึกษาที่จัดทำโดยเบลล์, et al [41]. ในฐานะที่เป็นที่คาดหวังมีคาเฟอีนที่สำคัญที่สุดผลกระทบต่องานที่เกี่ยวข้องกับการเตรียมพร้อม [40] อย่างไรก็ตามผลก็มีความสำคัญสำหรับการประเมินผลที่เกี่ยวข้องกับการระมัดระวังและเวลาการเกิดปฏิกิริยาทางเลือกสำหรับผู้ที่เข้าร่วมรับการรักษาคาเฟอีน ที่มีความสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นผล post-hoc สำหรับ 200 และ 300 มิลลิกรัมปริมาณ โดยเฉพาะไม่มีประโยชน์ทางสถิติสำหรับการบริโภค 300 เมื่อเทียบกับ 200 มก [40] ในอื่น ๆคำรับการฝึกอบรมผู้ที่ได้รับ 300 มิลลิกรัม (~ 4 มก. / กก.) ปริมาณไม่ได้ดำเนินการอย่างมีนัยสำคัญดีกว่าผู้เข้าร่วมที่ได้รับ200 มิลลิกรัม (~ 2.5 มก. / กก.) ในขณะที่ปริมาณ 200 มก. ไม่ส่งผลให้เกิดการปรับปรุงที่สำคัญในการปฏิบัติงานเมื่อเทียบกับ100 มิลลิกรัม ในความเป็นจริงมันก็เห็นได้ชัดจากผลการ post-hoc ที่ 100 มก. เป็นจุดที่แตกต่างกันทางสถิติหรือได้เปรียบมากขึ้นสำหรับประสิทธิภาพกว่ายาหลอก การศึกษาเหล่านี้ [36-38,40] แสดงให้เห็นถึงผลกระทบของคาเฟอีนในการเฝ้าระวังและปฏิกิริยาเวลาในการนอนหลับที่ถูกลิดรอนรัฐในที่แตกต่างและประชากรการฝึกอบรมอย่าง การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าประชาชนทั่วไปอาจได้รับประโยชน์จากผลกระทบที่คล้ายกันของคาเฟอีนแต่ในปริมาณปานกลางค่อนข้างคล้ายเงื่อนไขที่การนอนหลับที่มี จำกัด . ผลลัพธ์เพิ่มเติมของลีเบอร์แมน, et al [40] การศึกษาคือความจริงที่ว่าคาเฟอีนอย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในแง่ของการซื้อซ้ำ(การประเมินการเรียนรู้ยนต์และความจำระยะสั้น) และรายละเอียดของอารมณ์สหรัฐอเมริกาเมื่อยล้าแปดชั่วโมงต่อไปนี้การบริโภค. ผลเหล่านี้อยู่ในข้อตกลงกับเบลล์, et al [41], ที่ความจุแอโรบิกได้รับการประเมิน 1, 3, และ 6 ชั่วโมงต่อไปนี้การบริโภคคาเฟอีน(6 mg / kg) คาเฟอีนมีผลกระทบในเชิงบวกต่อผลการดำเนินงานสำหรับผู้เข้าร่วมจัดเป็นผู้ใช้(≥ 300 มก. / วัน) และ nonusers (≤ 50 มก. / วัน) แต่ nonusers มีผลการรักษาที่ 6 ชั่วโมงหลังการบริโภคที่ไม่ได้กรณีสำหรับผู้ใช้- กลุ่มนี้มีเพียงการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในการปฏิบัติงานวันที่ 1 และ 3 ชั่วโมงหลังการบริโภค ถ่ายภาพร่วมกันผลที่ได้จากการศึกษาเหล่านี้ [40,41] ให้บางข้อบ่งชี้เช่นเดียวกับแอพลิเคชันสำหรับผู้บริโภคทั่วไปและนักกีฬา โดยเฉพาะในขณะที่คาเฟอีนบอกว่าจะมีครึ่งชีวิตของ 2.5-10 ชั่วโมง [42] มันเป็นไปได้ performance- ผลกระทบที่อาจจะขยายการเสริมสร้างเกินเวลาที่จุดเป็นคำตอบของแต่ละบุคคลและคุ้นเคยในหมู่ผู้บริโภคที่แตกต่างกันมาก. สุดท้ายก็ถูกแนะนำโดย ลีเบอร์แมนและเพื่อนร่วมงาน[40] ว่าผลกระทบเพิ่มประสิทธิภาพของคาเฟอีนการเสริมการเรียนรู้ยนต์และระยะสั้นหน่วยความจำอาจจะเกี่ยวข้องกับความสามารถที่เพิ่มขึ้นเพื่อรักษาความเข้มข้นเมื่อเทียบกับที่เกิดขึ้นจริงผลกระทบกับการทำงานของหน่วยความจำ ลีเบอร์แมน, et al [40] ประกอบผลกระทบของคาเฟอีนที่จะดำเนินการกับระบบประสาทส่วนกลางโดยเฉพาะความสามารถในอาหารเสริมที่จะปรับการยับยั้งการกระทำโดยเฉพาะอย่างยิ่งของอะดีโนซีน ในความเป็นจริงมันก็บอกว่าเป็นเพราะคาเฟอีนมีความสามารถในการทำหน้าที่เป็นศัตรูที่จะadenosine, การเปลี่ยนแปลงในความตื่นตัวที่จะอธิบายผลการเลือกปฏิบัติสารประกอบของพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องระมัดระวังความเมื่อยล้าและการเตรียมพร้อม [40]. เมื่อเร็ว ๆ นี้มันก็ชี้ให้เห็นว่าคาเฟอีนสามารถ บวกส่งผลกระทบต่อทั้งองค์ความรู้และประสิทธิภาพการทำงานความอดทน[25] นักปั่นจักรยานผ่านการฝึกอบรมที่เป็นผู้บริโภคคาเฟอีนในระดับปานกลาง(ประมาณ 170 mg / d) การมีส่วนร่วมในสามทดลองประกอบด้วย150 นาทีของการขี่จักรยานที่60% VO2max ตามด้วยห้านาทีของส่วนที่เหลือแล้วนั่งไปหมดที่75% VO2max สามวันแยกวิชาบริโภคใช้ได้ในเชิงพาณิชย์แถบประสิทธิภาพที่มีทั้ง44.9 กรัมคาร์โบไฮเดรตและ100 มิลลิกรัมของคาเฟอีนไม่ caffeinatedcarbohydrate และระดับโปรตีนหรือน้ำปรุงรส ผลจากชุดซ้ำของการทดสอบการทำงานทางปัญญาได้รับการสนับสนุนการรักษาคาเฟอีนในเรื่องที่ดำเนินการอย่างมีนัยสำคัญได้เร็วขึ้นระหว่างทั้งสองStroop และ Visual อย่างรวดเร็วข้อมูลการประมวลผลงานดังต่อไปนี้140 นาที submaximal ขี่จักรยานรวมทั้งหลังจากนั่งไปอ่อนเพลีย ในนอกจากนี้เวลาที่ผู้เข้าร่วมที่เพิ่มขึ้นสำหรับการนั่งจะเหนื่อยล้ากับการรักษาคาเฟอีนเมื่อเทียบกับทั้งบาร์ที่ไม่ได้มีคาเฟอีนและน้ำปรุงรส[25]. โดยรวม, วรรณคดีการตรวจสอบผลกระทบของคาเฟอีนในการออกกำลังกายแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นสองแง่สองง่ามที่มีการศึกษาบางส่วนรายงานผลประโยชน์ [29-32,43,44] และคนอื่น ๆ บอกว่าคาเฟอีนไม่ให้ได้เปรียบที่สำคัญ[45,46]. เช่นเดียวกับการวิจัยโภชนาการกีฬาผลลัพธ์อาจแตกต่างกันขึ้นอยู่กับโปรโตคอลที่ใช้และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสถานะการฝึกอบรมของนักกีฬาเช่นเดียวกับความรุนแรงและระยะเวลาของการออกกำลังกาย ยกตัวอย่างเช่นโครว์, et al [47] ตรวจสอบผลของคาเฟอีนในปริมาณ 6 มิลลิกรัม / กิโลกรัมพารามิเตอร์ความรู้ความเข้าใจในการใช้งานrecreationally ทีมกีฬาบุคคลผู้ดำเนินการสองสูงสุด60 วินาทีอุบาทว์ของการขี่จักรยานในวงจรเครื่องเบรกergometer ในการสืบสวนคดีนี้ [47], ได้รับการฝึกฝน, เคยตัวในระดับปานกลาง (80-200 มก. / วัน) ผู้เข้าร่วมการทดลองเสร็จสาม (คาเฟอีนยาหลอกควบคุม) และเปลี่ยนความรู้ความเข้าใจGoldstein et al, วารสารของสมาคมระหว่างประเทศของโภชนาการกีฬาปี 2010 ที่ 7: 5 http://www.jissn.com/content/7/1/5 หน้า 3 จาก 15 ก่อนที่จะมีการประเมินผลการบริโภคของการรักษาแต่ละหลังการบริโภคที่ประมาณ72-90 นาทีและทันทีที่การออกกำลังกายต่อไปนี้ การทดสอบความรู้ความเข้าใจประกอบด้วยเวลาปฏิกิริยาภาพที่เรียบง่ายและการทดสอบการเรียกคืนจำนวน เข้าร่วมดำเนินการสอง 60 วินาทีการทดสอบรอบสูงสุดสลับสามนาทีที่เหลือเรื่อยๆ ผลเป็นในทางตรงกันข้ามกับการศึกษาอื่น ๆ ที่ตรวจสอบความรู้ความเข้าใจพารามิเตอร์และการใช้งานของคาเฟอีน[25,36-38,40] ในคาเฟอีนที่ไม่มีผลกระทบต่อเวลาปฏิกิริยาหรือการเรียกคืนจำนวนและไม่มีผลประโยชน์เพิ่มเติมสำหรับการตรวจวัดของการใช้พลังงาน. ในความเป็นจริงในการศึกษานี้ [47], การรักษาคาเฟอีนมีผลในการชะลอตัวลงอย่างมีนัยสำคัญครั้งที่จะเข้าถึงอำนาจสูงสุดในการแข่งขันที่สองของสูงสุดขี่จักรยาน. อื่น ๆ Foskett และเพื่อนร่วมงาน [48] ตรวจสอบผลประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้นของคาเฟอีนในพารามิเตอร์ความรู้ความเข้าใจและการวิ่งเป็นระยะๆ กิจกรรมและความมุ่งมั่นที่ปริมาณปานกลาง(6 มิลลิกรัม / กิโลกรัม) ของคาเฟอีนที่ดีขึ้นฟุตบอลลูกของผู้เล่นผ่านความถูกต้องและการควบคุมจึงเจตนารมณ์ที่เพิ่มขึ้นในความถูกต้องในการเพิ่มประสิทธิภาพของทักษะยนต์ปรับ. จากบางส่วนของงานวิจัยดังกล่าวข้างต้นก็จะปรากฏขึ้นคาเฟอีนที่เป็นความช่วยเหลือที่มีประสิทธิภาพ ergogenic สำหรับบุคคลทั้งสองมีส่วนร่วมในการบังคับหน่วยทหารพิเศษหรือผู้ที่เป็นประจำอาจได้รับความเครียดรวมถึงแต่ไม่ จำกัด เฉพาะที่จะขยายระยะเวลาของการอดนอน คาเฟอีนในเงื่อนไขเหล่านี้ได้รับการแสดงเพื่อเพิ่มความรู้ความเข้าใจพารามิเตอร์ของความเข้มข้นและการเตรียมพร้อม มันได้รับการแสดงให้เห็นว่าคาเฟอีนยังอาจได้รับประโยชน์นักกีฬาทั้งทางร่างกายและรับรู้ อย่างไรก็ตามการวิจัยที่มีการขัดแย้งกันเมื่อคะเนผลประโยชน์ของคาเฟอีนกับความรู้ความเข้าใจและศึกสั้นของการออกกำลังกายความเข้มสูง การอภิปรายจะเป็นไปตามการตรวจสอบผลกระทบของคาเฟอีนการออกกำลังกายและความเข้มสูงในการฝึกอบรมและผ่านการฝึกอบรมที่ไม่ใช่บุคคลซึ่งบางส่วนอาจอธิบายความแตกต่างในวรรณกรรมที่เกี่ยวข้องกับระยะสั้นความเข้มสูงการออกกำลังกาย
การแปล กรุณารอสักครู่..
