¿Cómo afecta la cafeína al cerebro durante el sueño? Un estudio descubre su impacto en la complejidad neuronal y el descanso según la edad
Consumida antes de dormir, la cafeína no solo retrasa el sueño: altera profundamente la actividad cerebral nocturna. Un estudio advierte de que activa el cerebro e interfiere en sus procesos de recuperación y memoria.
Por Enrique Coperías
Ilustración conceptual del impacto de la cafeína en el cerebro durante el sueño: las tazas de café, como si fueran personajes de los videojuegos clásicos, recorren un cerebro activado, simbolizando así cómo la cafeína aumenta la complejidad y la actividad neuronal incluso durante el descanso. Imagen generada con Gemini
La cafeína, presente en el café, el té, el chocolate, las bebidas energéticas y algunos medicamentos, es la sustancia psicoactiva más consumida del mundo. Se la conoce por sus efectos estimulantes durante el día, pero ¿qué ocurre cuando se consume antes de dormir?
Un nuevo estudio publicado en Nature Communications Biology por un equipo liderado por Philipp Thölke y Karim Jerbi de la Université de Montréal de la Université de Montréal, en colaboración con el Centre for Advanced Research in Sleep Medicine, advierte de que la cafeína no solo retrasa el sueño, sino que modifica profundamente la actividad cerebral nocturna. Y lo hace de manera especialmente marcada en los más jóvenes.
Los investigadores han logrado, por primera vez, demostrar que la cafeína aumenta la complejidad cerebral durante el sueño y desplaza al cerebro hacia un estado que los neurocientíficos denominan de criticidad o de permanencia en estado crítico, un delicado equilibrio entre orden y caos que se asocia con un funcionamiento cerebral óptimo.
Pero, como advierten los expertos, este modo turbo del cerebro, útil durante la vigilia, podría interferir con sus procesos reparadores durante la noche.
¿Qué es la criticidad y por qué importa durante el sueño?
«El concepto de criticidad cerebral describe un estado del cerebro equilibrado entre el orden y el caos —nos confirma Jerbi, director del laboratorio CoCo Lab y titular de la Cátedra de Investigación de Canadá en Neurociencia Computacional. Y añade—: Es como una orquesta: si está demasiado callada, no sucede nada; si hay demasiada actividad, resulta en una cacofonía. La criticidad es ese punto justo donde la actividad cerebral es a la vez organizada y flexible.”
En ese estado de criticidad, según Jerbi, el cerebro es capaz de procesar información con eficiencia, adaptarse rápidamente, aprender y tomar decisiones con agilidad. Lo que sorprende a los investigadores es que la cafeína parece inducir ese estado incluso mientras dormimos.
«Esto puede ser útil durante el día, para favorecer la concentración y la alerta —apunta Julie Carrier, profesora experta en sueño y envejecimiento y coautora del estudio. Y advierte—: Pero durante la noche, cuando el cerebro necesita descansar, ese estado podría interferir con su capacidad para relajarse adecuadamente».
Una noche con y sin cafeína
Para llevara a cabo el experimento, Carrier y sus colegas reclutaron a cuarenta adultos sanos y los dividieron en dos grupos por edades: jóvenes de entre 20 y 27 años, y adultos de mediana edad, entre los 41 y los 58 años. Cada participante pasó dos noches en un laboratorio del sueño, con al menos una semana de diferencia. En una de las noches se les administraron cápsulas con 200 miligramos de cafeína (el equivalente a dos tazas de café) tres y una hora antes de dormir. En la otra, se les ofreció lo mismo, pero en esta ocasión se trataba de un placebo.
Durante la noche, se registró su actividad cerebral mediante electroencefalografía (EEG). Luego, se analizaron los datos con técnicas estadísticas tradicionales y algoritmos de inteligencia artificial (IA) para detectar cambios sutiles en la dinámica neuronal.
Los resultados fueron concluyentes. La cafeína incrementó de manera significativa la complejidad de las señales cerebrales, especialmente durante la fase de sueño NREM (movimientos oculares no rápidos), la más profunda y restauradora del ciclo del sueño. Este aumento de la complejidad se traduce en señales más dinámicas y menos predecibles, un reflejo de una mayor actividad neuronal.
«Las señales cerebrales bajo la influencia de la cafeína son más difíciles de anticipar y contienen más información, lo que sugiere un estado cerebral más activo incluso durante el sueño», señala Philipp Thölke, primer autor del estudio.
Tomar cafeína antes de irnos a la cama eleva la entropía y la actividad beta, lo que dificulta el sueño reparador. Esto puede afectar a funciones clave como la memoria, la atención y la toma de decisiones. Foto: Ben White
Cambios en las ondas cerebrales durante el sueño con cafeína
Además de observar una mayor complejidad cerebral, los científicos detectaron una modificación en los ritmos cerebrales. La cafeína redujo la actividad en las ondas theta y alfa —asociadas al sueño profundo y la relajación— y estimuló las ondas beta, más comunes durante la vigilia y la actividad mental.
«Estos cambios sugieren que, incluso dormido, el cerebro permanece en un estado más activado y menos reparador bajo el efecto de la cafeína —destaca Jerbi—. Esa activación puede dificultar los procesos de recuperación cerebral y consolidación de la memoria que normalmente ocurren durante la noche».
¿Cómo varía el efecto de la cafeína según la edad?
Una de las observaciones más llamativas del estudio fue la diferencia en la respuesta al café según la edad. Mientras que en los jóvenes los cambios cerebrales fueron amplios tanto en la fase NREM como en la REM (fase del sueño asociada a los sueños y al procesamiento emocional), en los adultos mayores los efectos se limitaron casi exclusivamente al sueño NREM.
Durante el sueño REM, solo los participantes de entre 20 y 27 años mostraron un incremento significativo en la entropía cerebral y una reducción en el exponente de escalado DFA, un indicador vinculado con el equilibrio neuronal.
La explicación parece estar en la biología del envejecimiento. La cafeína actúa bloqueando los receptores de adenosina, una molécula que se acumula durante el día y genera sensación de fatiga. Pero estos receptores de adenosina disminuyen con la edad, por lo que en los adultos mayores el café tiene un efecto más atenuado.
«A medida que envejecemos, el cerebro tiene menos receptores de adenosina, lo que reduce la capacidad de la cafeína para bloquearlos y provocar cambios significativos en la actividad cerebral», explica Carrier.
Implicaciones para la salud mental
Aunque el estado de criticidad en el cerebro se asocia con una mayor capacidad de procesamiento y aprendizaje durante la vigilia, su presencia durante el sueño podría ser contraproducente.
El sueño, especialmente la fase NREM, se caracteriza por una disminución en la complejidad y una sincronización de la actividad cerebral, lo que facilita procesos como la consolidación de recuerdos y la restauración física.
«El aumento de entropía y de actividad beta observado con la cafeína puede indicar que el cerebro no entra plenamente en ese modo reparador — comenta Thölke. Y añade—: Esto podría afectar no solo a la calidad del descanso, sino también a funciones cognitivas esenciales como la atención, la memoria o la toma de decisiones al día siguiente».
Inteligencia artificial y neurociencia del sueño
El estudio es también innovador desde el punto de vista metodológico. Utilizó modelos de aprendizaje automático para clasificar los patrones de EEG y detectar las diferencias entre las noches con y sin cafeína, logrando un 75 % de precisión, incluso a nivel de microepisodios.
Esta aproximación demuestra que la complejidad cerebral es una métrica más sensible que el análisis tradicional de ondas para estudiar el impacto de sustancias como la cafeína sobre el sueño humano.
Entonces, ¿debemos dejar el café y las bebidas energéticas?
En palabras de los autores, este estudio no busca demonizar la cafeína. De hecho, numerosos trabajos anteriores han demostrado sus beneficios durante el día, desde mejorar el rendimiento cognitivo hasta ofrecer cierta protección frente a enfermedades neurodegenerativas, como el párkinson y el alzhéimer.
Sin embargo, los investigadores sí llaman a una reflexión sobre el momento de su consumo. «Es importante entender que la cafeína no solo afecta a la duración del sueño, sino también a su calidad interna — advierte Jerbi. Y añade—: Si tomamos café o bebidas energéticas cerca de la hora de dormir, podemos estar obstaculizando los procesos de recuperación cerebral».
Hacia recomendaciones personalizadas
Dado que el impacto de la cafeína varía según la edad, el momento del consumo y la fisiología individual, los investigadores proponen avanzar hacia recomendaciones personalizadas basadas en la neurofisiología del sueño. Esto podría incluir orientaciones específicas para:
✅ Personas con insomnio o trastornos del sueño.
✅ Adolescentes y jóvenes en edad escolar o universitaria.
✅ Trabajadores nocturnos o con turnos rotativos.
✅ Población mayor con alteraciones en el descanso.
“Sabemos que la cafeína es una herramienta poderosa —afirma Carrier. Y concluye—: Pero como toda herramienta, su uso debe ser inteligente y adaptado a cada individuo. Este estudio es un paso importante para entender mejor sus efectos en uno de los procesos más esenciales de la vida: el sueño». ▪️
Información facilitada por la Universidad de Montreal
Fuente: Thölke, P., Arcand-Lavigne, M., Lajnef, T. et al. Caffeine induces age-dependent increases in brain complexity and criticality during sleep. Communications Biology (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-025-08090-z
