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科學家破解百年謎團:呼吸竟能影響瞳孔大小!

你是否曾想過,呼吸不僅是維持生命的必要過程,還可能影響我們的視覺?瑞典卡羅林斯卡學院的研究團隊最近發表了一項突破性研究,揭示了呼吸與瞳孔大小之間的密切關係。這項發現不僅解開了百年來的科學謎團,更為未來的臨床應用開啟了新的大門。

研究發現,當我們吸氣時,瞳孔會收縮;而在呼氣時,瞳孔則會擴張。這種現象由腦幹控制,可能對視覺產生影響,並在神經學診斷等領域具有潛在應用價值。研究團隊在《生理學期刊》上發表了這項研究,指出呼吸已成為影響瞳孔大小的第四個主要因素,超越了過去已知的光線、焦距和認知影響(如情緒或腦力活動)。

「這種機制獨特之處在於它是週期性的、持續存在的,且不需要外部刺激,」研究負責人、卡羅林斯卡學院臨床神經科學系副教授阿爾丁·阿沙米安解釋道。由於呼吸會影響大腦活動和認知功能,這項發現可能有助於我們更深入地理解視覺和注意力是如何被調節的。

研究團隊進行了五項實驗,涉及超過200名參與者,探討了在不同條件下呼吸如何影響瞳孔大小。結果顯示,無論參與者是快速或緩慢呼吸、用鼻子或嘴巴呼吸,無論光線條件或注視距離如何變化,無論是休息還是進行視覺任務,這種效應都持續存在。吸氣和呼氣之間的瞳孔大小差異足以在理論上影響視覺。

研究還發現,這種功能在出生時就缺少嗅球(一種由鼻呼吸啟用的大腦結構)的人身上依然完好無損。這表明該機制是由腦幹控制的,而腦幹是大腦中一個基本且進化上保守的部分。

研究團隊目前正在探討呼吸期間瞳孔大小的變化是否也會影響視覺。先前的研究表明,較小的瞳孔更容易看清細節,而較大的瞳孔則有助於發現難以察覺的物體。

「我們的結果表明,在一個呼吸週期內,我們的視覺可能在吸氣時最佳化於區分小細節,而在呼氣時則最佳化於檢測微弱物體,」該研究的第一作者、卡羅林斯卡學院博士後研究員馬丁·謝弗說。

研究人員還指出,這項發現可能具有臨床應用價值。「一個潛在的應用是開發新的方法來診斷或治療神經系統疾病,例如帕金森病,其中瞳孔功能的損害是疾病的早期徵兆,」阿沙米安說。「這是我們未來想要探索的方向。」

這項研究由瑞典研究委員會和歐洲研究理事會(ERC)資助,並未報告任何利益衝突。