Istnieje wiele teorii, które proponują związek między kofeiną a pamięcią. Udowodniono, że kofeina ma wpływ na pamięć krótkotrwałą, ze względu na chwilowy wzrost koncentracji, którą promuje. Wstępne badania na zwierzętach wykazały, że regularne spożywanie kofeiny może mieć również długotrwały wpływ na pamięć osób z chorobą Alzheimera.
Kofeina ma bezpośredni wpływ na pracę mózgu. Stymuluje obszary mózgu, które obejmują pamięć krótkotrwałą i uwagę. Kofeina powoduje, że naczynia krwionośne w mózgu zwężają się i przyspieszają metabolizm. To wysyła energię do mózgu, chociaż zmniejsza również ilość tlenu docierającego do serca. Zwiększa aktywność mózgu w płacie czołowym, lokalizacji pamięci i przedniego obręczy, która odpowiada za uwagę.
Najbardziej ustalonym związkiem między kofeiną a pamięcią jest tymczasowe wzmocnienie pamięci krótkotrwałej. Neurony w mózgu działają szybciej pod wpływem kofeiny, co powoduje reakcję łańcuchową, która prowadzi do czujności umysłowej. Zastrzyk pobudzającej kofeiny pozwala na lepszą koncentrację, a co za tym idzie, lepsze przywoływanie informacji.
Korzystny związek między kofeiną a pamięcią trwa około trzech do pięciu godzin. Skutek większej ilości informacji zatrzymanych w tym okresie może mieć długofalowy skutek. Oprócz wyostrzenia zmysłów, kofeina pomogła ludziom osiągnąć wyższe wyniki w testach i podejmować lepsze decyzje w sytuacjach stresowych dzięki lepszemu zapamiętywaniu ważnych szczegółów.
Kofeina zwiększa również dopaminę, substancję chemiczną związaną z dobrym samopoczuciem. Pozytywny stan umysłu zmniejsza stres i pozwala organizmowi się zrelaksować, poprawiając w ten sposób ogólne funkcjonowanie narządów, takich jak mózg. Ten efekt jest najgłębszy dla lżejszych użytkowników kofeiny.
Przeprowadzono kilka badań na zwierzętach dotyczących związku między kofeiną a pamięcią u pacjentów z chorobą Alzheimera. Badania te wykazały, że regularne przyjmowanie kofeiny przez dłuższy czas może pomóc w zapobieganiu degeneracji neuronów. Zasugerowali, że kofeina może mieć profilaktyczny wpływ na pogorszenie pamięci.
W tych badaniach związek między kofeiną a pamięcią polegał na zachowaniu, a nie zwiększeniu funkcji mózgu. Korzyści dla pamięci stwierdzone w tych badaniach były związane z umiarkowanym, regularnym stosowaniem kofeiny – odpowiednikiem czterech porcji dziennie dla ludzi. Spożywanie kofeiny chroniło przed pogrubieniem neuronów przez cholesterol i wystąpieniem choroby Parkinsona i Alzheimera u zwierząt laboratoryjnych.