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过程中处理气味信息。大脑与呼吸之间的这种关联促使研究人员思考:既然每个大脑都是独特的,那么每个人的呼吸模式是否会反映出这种独特性?
为验证这一假设,团队开发了轻量化可穿戴设备:通过在鼻孔下方放置软管,持续24小时追踪鼻腔气流。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。但这些短暂记录不足以捕捉细微模式。
"本以为呼吸已被各种手段测量分析过,"以色列魏茨曼科学研究所的诺姆·索贝尔解释,"但我们偶然发现全新的呼吸观测方式,将其视为大脑读数。"
研究团队为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,团队仅凭呼吸模式即可高精度识别个体身份。在两年内进行的多次重复测试中,这种高识别精度始终保持稳定,堪比某些语音识别技术。
"原以为身份识别会非常困难——毕竟有人跑步、有人学习、有人休息,"共同作者蒂姆娜·索罗卡表示,"但结果发现他们的呼吸模式存在显著差异。"
研究还发现,这些呼吸特征与身体质量指数、睡眠-觉醒周期、抑郁焦虑状态甚至行为特质相关。例如:焦虑量表得分较高者睡眠期间吸气时间较短,呼吸间隔变异性更大。索罗卡强调所有参与者均未达到临床诊断标准。结果表明长期鼻腔气流监测或可成为窥探身心健康的窗口。
"人们直觉认为抑郁焦虑会改变呼吸方式,"索贝尔说,"但可能是反过来的:呼吸方式导致焦虑抑郁。若成立,我们或许能通过调整呼吸改善这些状态。"
当前设备仍面临现实挑战:鼻下软管易引发疾病联想降低接受度,且未考虑口式呼吸,睡眠时可能移位。团队致力于设计更隐蔽舒适的日常使用版本。
索罗卡与索贝尔正研究能否通过模仿健康呼吸模式改善心理情绪状态。"我们坚定希望超越诊断迈向治疗,对此持谨慎乐观态度。"索贝尔总结道。
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Materialsprovided byCell Press.Note: Content may be edited for style and length.
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
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