这项研究源于实验室对嗅觉的兴趣。哺乳动物的大脑会在吸气时处理气味信息。大脑与呼吸之间的这种联系促使研究者思考:既然每个大脑都是独特的,那么每个人的呼吸模式是否也会反映这种独特性?
为验证该理论,团队开发了一款轻便的可穿戴设备:通过在鼻孔下方放置软管,连续24小时追踪鼻气流。大多数呼吸测试仅持续1至20分钟,主要用于评估肺功能或诊断疾病。但这些短暂快照不足以捕捉细微模式。
"人们可能认为呼吸测量已穷尽所有分析方法,"论文作者、以色列魏茨曼科学研究所的诺姆·索贝尔表示,"但我们意外发现全新的呼吸研究方式,将其视为大脑活动的读数。"
索贝尔团队为100名健康年轻人佩戴该设备,要求他们维持日常生活。利用采集数据,团队仅凭呼吸模式就能高精度识别个体。在两年内进行的多次重复测试中,这种高准确率保持稳定,精度可与某些语音识别技术媲美。
"我原以为身份识别会非常困难,因为每个人都在进行不同活动,如跑步、学习或休息,"魏茨曼科学研究所的合著者蒂姆娜·索罗卡指出,"但结果显示他们的呼吸模式存在显著差异。"
此外,研究发现这些"呼吸指纹"与个体身体质量指数、睡眠-觉醒周期、抑郁焦虑程度甚至行为特征相关。例如,在焦虑问卷得分较高的参与者,睡眠时吸气时间更短且呼吸间隔变异性更大。索罗卡强调所有参与者均未达到精神或行为疾病的临床诊断标准。结果表明长期鼻气流监测或可成为窥探身心健康的窗口。
"我们直觉认为抑郁或焦虑程度会改变呼吸方式,"索贝尔解释道,"但因果关系可能相反。或许是你的呼吸方式导致焦虑或抑郁。若此推论成立,我们或许能通过调整呼吸模式来改善这些状态。"
当前设备仍面临实际挑战:鼻下软管易令人联想到疾病,可能降低使用意愿;设备无法监测口呼吸,睡眠时还会移位。团队计划设计更隐蔽舒适的日常使用版本。
索罗卡与索贝尔已着手研究人们能否通过模仿健康呼吸模式改善心理状态。"我们绝不满足于诊断层面,正积极向治疗领域推进,目前持谨慎乐观态度。"索贝尔总结道。
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Journal Reference:
Timna Soroka, Aharon Ravia, Kobi Snitz, Danielle Honigstein, Aharon Weissbrod, Lior Gorodisky, Tali Weiss, Ofer Perl, Noam Sobel.Humans have nasal respiratory fingerprints.Current Biology, 2025; DOI:10.1016/j.cub.2025.05.008
2025-06-20
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