Не нужен внешний стимул: ученые обнаружили неожиданную связь между дыханием и зрением
Глаза человека не только отражают его эмоции и внимание, но и тесно связаны с дыханием. Ученые из Каролинского института в Швеции и Гронингенского университета в Нидерландах обнаружили, что размер зрачков меняется в зависимости от фазы дыхания: они уменьшаются при вдохе и расширяются на выдохе.
Это открытие, получившее название «Респираторно-фазовая реакция зрачков» (Pupillary Respiratory-Phase Response), может изменить наше представление о связи между дыханием, зрением и работой нервной системы.
Зрачки человека никогда не остаются статичными: они постоянно адаптируются к условиям. Наиболее известная их функция — реакция на свет, которую используют для оценки функции мозга. Если зрачок не реагирует на свет, человеку может потребоваться неотложная медицинская помощь, например при инсульте.
Помимо реакции на свет, зрачки сужаются при фокусировке на близких объектах и расширяются при когнитивной нагрузке или эмоциональном возбуждении. Как отметила исследователь Ирен Левенфельд, «человек может покраснеть или побледнеть от эмоций, но его зрачки всегда расширяются».
Теперь к этим трем известным механизмам добавился четвертый — дыхание. Ученые провели серию из пяти экспериментов с участием более 200 человек, чтобы изучить, как дыхание влияет на размер зрачков. Участники дышали через нос или рот, меняли темп дыхания, выполняли задачи на компьютере или просто отдыхали.
The Journal of Physiology
Во всех случаях наблюдалась одна и та же закономерность: размер зрачка был наименьшим в начале вдоха и наибольшим во время выдоха.
«Этот механизм уникален тем, что он цикличен, постоянно присутствует и не требует внешнего стимула», — объясняет доцент кафедры клинической неврологии Каролинского института Артин Аршамян, который руководил исследованием.
По его словам, дыхание влияет на активность мозга и когнитивные функции. Это открытие может помочь лучше понять, как регулируются наше зрение и внимание. Дыхание может влиять не только на размер зрачков, но и на зрительное восприятие. Хотя изменения размера зрачков составляют доли миллиметра, они теоретически достаточны для того, чтобы повлиять на наше зрение.
«Результаты нашего исследования показывают, что зрение может переключаться между оптимизацией для различения мелких деталей при вдохе и обнаружением слабозаметных объектов при выдохе в рамках одного дыхательного цикла», — говорит Мартин Шефер из Каролинского института и первый автор исследования.
Это открытие также имеет потенциальное клиническое значение. Поскольку изменения в реакции зрачков на свет используются для диагностики неврологических заболеваний, таких как инсульт, новая связь между дыханием и размером зрачков может стать инструментом для раннего выявления других расстройств, например, болезни Паркинсона, считает Аршамян.
Ученые все чаще приходят к мнению, что мозг интегрирует сигналы из внутренних органов, таких как сердце и желудок, для обработки внешней информации. Дыхание, как один из таких ритмов, может играть ключевую роль в формировании восприятия нами окружающего мира.
Исследователи планируют продолжить изучение того, как изменения размера зрачков во время дыхания влияют на зрение и могут ли они быть использованы для разработки новых диагностических и терапевтических подходов в медицине.
А недавно ученые выяснили, что алкоголь «съедает» мозг. У мужчин, восстанавливающихся после алкогольной зависимости, объем серого вещества уменьшается, память ухудшается, а депрессия обостряется.
