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A investigação recorreu a electroencefalogramas (EEG) analisados com inteligência artificial (IA) para estudar o impacto da cafeína no cérebro durante o sono e mostrou que a sensibilidade à cafeína diminui com a idade.

A cafeína actua bloqueando os receptores cerebrais de adenosina, uma substância química que se acumula no cérebro ao longo do dia e induz o sono ao promover as chamadas ondas lentas, típicas do sono não REM. Esta fase do sono é essencial para o descanso profundo, a consolidação da memória e o bem-estar cognitivo.

Contudo, com o avanço da idade (especialmente entre os 41 e os 58 anos), os receptores de adenosina tornam-se menos numerosos e menos sensíveis. Assim, a cafeína tem menos alvos onde actuar, e o seu efeito estimulante torna-se menos eficaz. Ou seja, o mesmo café que aos 25 anos  deixaria alguém acordado a noite toda, aos 50 pode não causar qualquer perturbação.

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Mas o estudo revelou mais, não se trata apenas dos receptores de adenosina. A própria arquitectura do sono muda com a idade, tornando-se mais fragmentada e menos ordenada. Este fenómeno é designado como entropia morfeica, isto é um aumento da complexidade e do "desarranjo" dos ciclos do sono, típico do envelhecimento.

Normalmente, durante a noite, passamos por quatro a seis ciclos de sono, cada um com cerca de 90 minutos, alternando entre sono não REM e REM (fase dos sonhos, com movimentos oculares rápidos). Nos jovens, estes ciclos são bem definidos e equilibrados. Com a idade, esse equilíbrio degrada-se naturalmente.

A cafeína, por si só, também induz alguma entropia , aumenta a complexidade das redes cerebrais, mas em adultos de meia-idade, essa entropia já é tão elevada que os seus efeitos adicionais são quase imperceptíveis. Como escreveu poeticamente o artigo: a cafeína torna-se "uma gota num mar já agitado".

No estudo, os investigadores administraram comprimidos de cafeína ou placebos a dois grupos, um jovem (20–27 anos) e outro mais velho (41–58 anos), uma ou três horas antes de dormirem. Os jovens tiveram perturbações claras no sono; os mais velhos, dormiram normalmente, independentemente de terem tomado cafeína.

O estudo conclui que a diminuição do impacto da cafeína no sono é um efeito natural do envelhecimento cerebral, em especial no sono não REM, mas também sugere uma forma curiosa de medir a juventude do cérebro: se ainda perde o sono com um café ao jantar, talvez o seu cérebro continue jovem.

Como comentou o professor Giuseppe Plazzi, especialista em medicina do sono da Universidade de Modena/Reggio Emilia, ao Corriere Della Sera:“A cafeína na meia-idade perde o impacto que tinha nos jovens porque o trabalho de desorganização do sono já está a ser feito pela própria idade. É uma descoberta cruel para quem ama café e está a envelhecer.”