
瑞典卡罗林斯卡学院(Karolinska Institutet)与荷兰格罗宁根大学(University of Groningen)于《生理学期刊》(The Journal of Physiology)发布研究揭示重大发现:呼吸会直接影响瞳孔大小,可能对视觉产生深远影响。
科学家一个多世纪以来只知道三种影响瞳孔大小的理由:光线强度、注视距离和心理因素(如情绪或精神努力)。新研究确认第四种机制:呼吸。瞳孔在吸气开始时最小,呼气时最大。
“这种机制的独特之处在于是循环与持续性,且不需外部刺激。”领导作者卡罗林斯卡学院临床神经科学系副教授Artin Arshamian解释。
团队用五项实验全面检验200多名参与者:
所有状况,呼吸都会影响瞳孔大小。测量显示,呼吸周期瞳孔大小变化平均为0.11-0.23毫米,虽然单次呼吸周期变化不易发现,但多次呼吸周期平均值会更明显,变化幅度与心理感知引起的瞳孔变化相当。
研究显示,天生没有嗅球(鼻腔呼吸触发的大脑结构)者也具备这机制,显示很可能由脑干控制机制,是大脑极其基础且进化保守的部分。“结果显示,这种效应不是嗅球,而是由脑干控制。”研究员总结。
虽然呼吸引起瞳孔变化比光线反应小(光线可使瞳孔变化达几毫米),但研究员认为仍能影响视觉功能。
“单次呼吸周期,视觉可能吸气时优化辨别细节的能力(瞳孔缩小时),呼气时增强发现模糊物体的能力(瞳孔扩大时)。”卡罗林斯卡学院的博士后研究员Martin Schaefer解释。
新发现可能有重要医学应用价值,特别是神经系统疾病诊断治疗。“潜在应用是开发新方法诊断或治疗帕金森病等神经系统疾病,因瞳孔功能损伤是疾病早期征兆之一。”Arshamian表示。
新研究不仅改变对呼吸和视觉关系的理解,还暗示呼吸与神经系统有深层关联。科学家继续探索这种现象对实际视觉体验的影响,或许更能理解身体节律如何塑造感知外部世界的方式。
(首图来源:Unsplash)