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9至11岁的青少年如果摄入更多咖啡因，其大脑外层表面积会略小一些。
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摄入更多咖啡因的儿童睡眠时间也更短，而睡眠不足与大脑差异以及最终的心理健康有关。
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六个月后，咖啡因摄入量较高的儿童报告的心理健康问题更多。
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研究发现，即使每周只摄入一杯咖啡因，咖啡因摄入量与大脑结构之间也存在关联。
研究人员使用了来自9632名9至11岁儿童的数据，这些儿童参与了“青少年大脑认知发展（ABCD）研究”。该研究旨在追踪美国各地青少年的大脑发育和健康状况。每个孩子都报告了他们每周通常饮用多少含咖啡因的饮料，包括咖啡、茶或软饮料；家长则报告了孩子们通常的平均睡眠时间。随后，研究人员使用核磁共振成像（MRI）扫描测量了大脑皮层的厚度和表面积。大脑皮层是大脑折叠的外层，在认知处理、决策、注意力、情绪等重要功能中发挥着作用。
随后，研究人员要求孩子们在6个月和18个月后反馈他们的心理健康状况。结果显示，即使在调整了家庭社会经济因素（例如父母的教育程度和收入）之后，咖啡因摄入量越高，大脑皮层表面积越小。这种模式出现在大脑的22个不同区域，涵盖了大脑的四个脑叶。这些影响主要由软饮料的摄入驱动，软饮料是本研究中咖啡因的主要来源。即使每周只喝一杯含咖啡因的饮料，也会导致大脑皮层总表面积的差异，而完全不喝含咖啡因的饮料则不会出现这种差异。
该研究的资深作者、伦敦国王学院IoPPN的Divyangana Rakesh博士说：
“咖啡因已经成为日常生活的一部分，以至于人们很容易忘记年轻人也在摄入咖啡因。研究发现，三分之二的青少年每周至少摄入一次咖啡因。尽管咖啡因是一种精神活性物质，但它却完全不受监管。”
“我们发现，即使是摄入量相当低的咖啡因也与大脑结构和日后的心理健康存在细微差异，而睡眠时间较短似乎是一个重要的潜在联系。虽然我们无法断言因果关系，但我们的研究结果确实表明，在考虑青少年心理健康时，咖啡因摄入量（包括来自软饮料的咖啡因）和睡眠都值得关注。”
研究人员随后探究了咖啡因与大脑结构差异之间的可能联系。摄入更多咖啡因的年轻人睡眠时间较短，而睡眠时间短又与大脑表面积较小有关。睡眠时间短和大脑表面积较小共同部分解释了六个月后，咖啡因摄入量较高与更多心理健康问题（包括注意力、情绪和行为问题）之间的关联。18个月后，只有大脑表面积较小的关联仍然存在。
该研究的第一作者、来自伦敦国王学院IoPPN的郑嘉怡表示：
“软饮料含糖量很高，而且往往与不太健康的生活习惯和冒险行为密切相关，因此我们目前还无法将咖啡因的作用与其他成分区分开来。这是我们接下来想要解答的问题，理想情况下，我们需要更精确地测量年轻人喝什么饮料、何时喝以及他们的睡眠质量。”
论文《Caffeine Consumption and Adolescent Mental Health: The Role of Sleep and Brain Structure》