Исследователи из Каролинского института обнаружили, что дыхание влияет на размер зрачков: самые маленькие при вдохе и самые большие при выдохе. Открытие предполагает наличие механизма, управляемого стволом мозга, который может улучшить понимание зрения и внимания и потенциально может найти применение в клиническом лечении неврологических расстройств.
Исследователи из Каролинского института Швеции обнаружили фундаментальный механизм, влияющий на размер зрачков: дыхание. Их исследование, опубликованное в Журнале физиологии, показывает, что зрачки сужаются во время вдоха и расширяются во время выдоха. Это открытие может повлиять на наше понимание зрения.
Зрачок, как и апертура фотоаппарата, регулирует количество света, попадающего в глаз, и играет жизненно важную роль в зрении и восприятии. Уже более столетия ученые выделяют три основных фактора, влияющих на размер зрачка: освещенность, фокусное расстояние и когнитивные влияния (например, эмоции или умственные усилия). Теперь исследователи обнаружили четвертый фактор — дыхание. Их результаты показали, что зрачки самые маленькие в начале вдоха и самые большие во время выдоха.
Артин Аршамян, доцент кафедры клинической неврологии Каролинского института, руководивший исследованием, объяснил: «Уникальность этого механизма заключается в том, что он периодический, всегда присутствует и не требует внешней стимуляции. Поскольку дыхание влияет на активность мозга и когнитивные функции, это открытие может помочь лучше понять, как регулируется наше зрение и внимание».
Исследователи провели пять экспериментов с более чем 200 участниками, чтобы изучить влияние дыхания на размер зрачков в различных условиях. Результаты показали, что этот эффект сохранялся независимо от того, дышали участники быстро или медленно, дышали через нос или рот, менялись ли условия освещения или фиксированное расстояние, а также отдыхали ли они или выполняли зрительную задачу. Теоретически разницы в размерах зрачков при вдохе и выдохе достаточно, чтобы повлиять на зрение.
Исследования также показали, что этой функцией обладают люди, рожденные без обонятельных луковиц — структур мозга, активируемых носовым дыханием. Это говорит о том, что этот механизм контролируется стволом мозга — фундаментальной и эволюционно консервативной частью мозга.
В настоящее время исследователи изучают, влияет ли изменение размера зрачков во время дыхания на зрение. Предыдущие исследования показали, что с меньшими зрачками легче разглядеть детали, а с более крупными зрачками мы можем обнаружить трудноразличимые объекты.
«Результаты показывают, что наше зрение может переключаться между разрешением мелких деталей при вдохе и обнаружением неясных объектов при выдохе, и все это происходит в течение одного дыхательного цикла», — сказал Мартин Шефер, научный сотрудник того же отдела Каролинского института и первый автор исследования.
Исследователи говорят, что эта технология может также иметь клиническое применение. «Одним из потенциальных применений является новый способ диагностики или лечения неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, поскольку нарушение функции зрачков является ранним признаком заболевания. Это то, что мы хотели бы изучить в будущем».
Составлено из /ScitechDaily
DOI: 10.1113/JP287205