在这项研究中，科学家们运用了一种微创的芯片和视频记录系统，使小鼠保持自由活动，同时长时间记录其生理和行为参数。这种记录时间的长短可以从几周到数月不等，从而有可能让我们一窥长期摄入咖啡因对睡眠时间（包括快速眼动睡眠，REM睡眠）以及觉醒和睡眠状态下大脑血流量的影响。

 

  研究者们发现，小鼠在清醒阶段的后半段会出现持续的“午睡”（siesta）。而每天摄入咖啡因似乎能够消除这种午睡，巩固清醒阶段的觉醒状态。同时，它还会导致睡眠（尤其是REM睡眠）的开始时间相对于明暗循环提前或延后长达2小时。有趣的是，清醒时摄入咖啡因的小鼠虽然开始睡觉的时间改变了，但是他们总的睡眠时间并没有因为睡觉时间的改变而发生变化。

 

  科学家们也发现，大脑血流量的一般规律是：活动状态下大脑血流量较高，睡眠状态下血流量较低。这种规律在快速眼动睡眠时期被打破：在这个时期，大脑的血流量在没有任何运动的情况下大幅增加。长期摄入咖啡因则会对机体在清醒和睡眠状态下的大脑血流量产生显著影响，导致清醒状态下大脑血流量的减少，而在睡眠状态下大脑血流量显著增加。

 

  这些发现具有深远的意义。这些小鼠（可能也包括一些人类）或许是被遗传编码而能在觉醒状态下发生“午睡”。小鼠会通过睡得更踏实和更长时间的睡眠来补偿睡眠开始时的延迟。由于大多数小鼠实际上无法通过睡得更久来补偿睡眠开始的延迟，这可能解释了咖啡因为何会降低睡眠质量的观点。

 

  快速眼动睡眠与大脑血流量的急剧增加有关，而咖啡因则会增加大脑的血流量，在非快速眼动睡眠期间大脑的血流量也有所增加。研究者们表示，这些效应可能表明，咖啡因所产生的神经保护效应（尤其是抵御诸如帕金森病等人类神经变性疾病）可能与睡眠期间大脑血流量增加有关，也可能帮助清除大脑中的代谢废物。

 

  总的来说，本文的研究结果揭示了咖啡因对机体睡眠-觉醒周期的生物学特性的影响，长期摄入咖啡因会增加睡眠期间大脑的血流量，这可能与咖啡因通过清除大脑废弃物的血管机制来产生潜在的神经保护性效应有关。这些发现不仅增加了我们对咖啡因影响的理解，也揭示了大脑如何在不同的生理状态下调整其血液循环模式。