School lunch and short-term effects on children’s cognitive functions

Abstract

Studies indicate that eating lunch temporarily impairs some aspects of adults' cognitive functioning. Studies of the short-term effects of lunch on child cognition are rare. This thesis provides the results of two randomized crossover intervention studies, which provide an initial insight into this topic. The Cognition Intervention Study Dortmund PLUS (CogniDo PLUS) and the Cognition Intervention Study Dortmund Continued (CoCo) examined the short-term effects of school lunch on the cognitive performance of children during afternoon lessons. <br /><strong>CogniDo PLUS</strong> (n=215) investigated the short-term effects of school-lunch on children’s executive functions (EF) in the early afternoon (45 minutes after finishing lunch) and whether the postprandial cortisol increase mediates putative lunch effects on EF performance. The cognitive parameters task switching, updating working memory, and inhibition were tested using a computerized test battery. Saliva samples were used to assess cortisol directly before lunch and again at the beginning of the cognitive assessment after lunch. The results show that school lunch does not impair children's EF under real-life conditions. The study even indicates beneficial effects of school lunch intake after 45 minutes for the working memory updating. The postprandial cortisol increase in the range observed in CogniDo PLUS does not seem to be related with negative effects on the performance of EF, but even seem to mediate the beneficial effect of lunch on the working memory updating. <strong>CoCo</strong> (n=154) investigated the hypothesis of potential positive effects of school lunch on cognitive performance in the afternoon (90 minutes after finishing lunch). The measured parameters were task switching, updating working memory, and alertness. The data suggests that school lunch does not seem to have beneficial or detrimental effects on children’s cognitive functions in regard to the tests conducted in the early afternoon, since no significant results were shown after 90 minutes after finishing lunch. <br /><strong>In conclusion</strong>, this thesis offers first insights into the short-term effects of school lunch on children’s cognitive performance in the afternoon. In contrast to findings in adults, the results indicate that children's cognitive performance respective the measured parameters are not impaired by lunch under real-life conditions. The postprandial cortisol increase in the range observed in our sample does not seem to be related with negative effects on EF, but even seems to mediate the beneficial effect of lunch on the working memory updating. However, beneficial effects regarding working memory updating seem to be restricted to a relatively short period of time after eating lunch (i.e. 45 minutes).

Studien an Erwachsenen liefern Hinweise, dass das Mittagessen ausgewählte Parameter der kognitiven Leistungsfähigkeit kurzfristig negativ beeinflusst. Studien, in denen die kurzfristigen Effekte des Mittagessens in der Kindheit untersucht wurden, sind kaum existent. Diese Doktorarbeit stellt Ergebnisse zweier randomisierter Crossover Interventionsstudien dar, die erste Einblicke in diese Thematik geben. In den Studien “Cognition Intervention Study Dortmund PLUS” (CogniDo PLUS) und “Cognition Intervention Study Dortmund Continued” (CoCo) wurden die kurzfristigen Einflüsse eines Schulmittagessens auf die kognitive Leistungsfähigkeit der Schüler im Nachmittagsunterricht untersucht. <br /> In der <strong>CogniDo PLUS</strong> (n=215) Studie wurden kurzfristige Einflüsse des Schulmittagessens auf exekutive Funktionen (EF) von Kindern am frühen Nachmittag (45 Minuten nach dem Essen) untersucht. Zudem wurde getestet, ob ein postprandialer Cortisolanstieg potentielle Effekte des Mittagessens vermittelt. Die Parameter Aufgabenwechsel, Aktualisierung des Arbeitsgedächtnisses und Inhibition wurden mittels einer computerbasierten Testbatterie erfasst. Speichelproben zur Messung des Cortisols wurden direkt vor dem Essen und den kognitiven Tests abgegeben. Die Ergebnisse geben Hinweise darauf, dass die EF bei Kindern, (unter realen Bedingungen) nicht durch das Mittagessen beeinträchtigt werden. Es zeigte sich sogar ein positiver Effekt in der Aktualisierung des Arbeitsgedächtnisses 45 Minuten nach dem Essen. Der gemessene postprandiale Cortisolanstieg hatte keine negativen Auswirkungen auf die EF. Dieser scheint bei Kindern sogar eine vermittelnde Rolle bei der Verbesserung der Aktualisierung des Arbeitsgedächtnisses zu spielen. <br /> Die <strong>CoCo</strong> Studie (n=154) untersuchte die Hypothese, dass das Mittagessen positive Effekte auf die kognitive Leistungsfähigkeit bei Kindern im Verlauf des Nachmittags hat (90 Minuten nach dem Essen). Dazu wurden die kognitiven Parameter Aufgabenwechsel, Aktualisierung des Arbeitsgedächtnisses und Alertness gemessen. Die Daten zeigen weder einen positiven noch einen negativen Einfluss des Essens auf die gemessenen Parameter nach 90 Minuten. <br /><strong>Insgesamt</strong> liefert diese Arbeit erste Einblicke in die kurzfristigen Effekte einer Mittagsmahlzeit auf die kognitive Leistungsfähigkeit bei Kindern am Nachmittag. Im Gegensatz zu Erwachsenen deuten die unter realen Bedingungen gemessenen Ergebnisse – bezogen auf die erhobenen Parameter – keine Verschlechterung der kognitiven Leistung bei Kindern durch das Mittagessen an. Der gemessene postprandiale Cortisolanstieg scheint nicht mit negativen Effekten in Verbindung zu stehen, sondern im Gegenteil den positiven Effekt des Essens auf die Aktualisierung des Arbeitsgedächtnisses zu vermitteln. Allerdings gelten diese positiven Effekte des Essens nur für eine kurze Zeitspanne nach dem Essen (d.h. 45 Minuten).