摘要

研究人员发现，呼吸会影响瞳孔大小，吸气时瞳孔最小，呼气时瞳孔最大。这一新发现的机制独立于外部刺激，可能通过交替增强细节感知和物体检测来影响视觉。

通过对200多名参与者的实验，研究证实了这一效应在不同条件下均存在，包括不同的呼吸频率、光照条件和视觉任务。

研究表明，脑干可能控制这一过程，因为即使在没有嗅球的个体中，这一功能仍然完好。由于瞳孔大小影响视觉清晰度，这一发现可能有助于解释呼吸如何影响注意力和感知。

关键事实

• 瞳孔与呼吸的联系：吸气时瞳孔最小，呼气时瞳孔最大。

• 视觉优化：呼吸可能自然地在细节聚焦和物体检测之间切换视觉模式。

• 临床潜力：研究结果可能为神经系统疾病的诊断提供新工具。

• 来源：卡罗林斯卡学院

研究内容

瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员发现了一种影响瞳孔大小的基本机制，即呼吸。这项发表在《生理学杂志》上的研究表明，瞳孔在吸气时最小，在呼气时最大，这可能影响我们的视觉。

瞳孔像相机光圈一样控制进入眼睛的光线量，因此对我们的视觉和感知周围环境至关重要。此前已知三种机制可以改变瞳孔大小：光线量、聚焦距离以及情绪或认知努力等心理因素。现在，科学家发现了第四种机制：呼吸。

“这一机制独特之处在于它是周期性的、始终存在的，并且不需要外部刺激，”卡罗林斯卡学院临床神经科学系副教授、研究负责人Artin Arshamian解释道。“由于呼吸影响大脑活动和认知功能，这一发现可能有助于更好地理解我们的视觉和注意力是如何被调节的。”

实验设计

研究人员进行了五项实验，涉及200多名参与者，研究了在不同条件下呼吸如何影响瞳孔大小。结果显示，无论参与者呼吸快慢、通过鼻子或嘴巴呼吸，光照条件或注视距离如何变化，休息或执行视觉任务时，这一效应均持续存在。

瞳孔大小在吸气和呼气之间的差异足以在理论上影响视觉。研究还表明，即使在没有嗅球（一种由鼻腔呼吸激活的大脑结构）的个体中，这一功能仍然完好。这表明该机制由脑干控制，脑干是大脑中一个基本且进化上保守的部分。

研究意义

研究人员正在研究呼吸过程中瞳孔大小的变化是否也会影响视觉。此前的研究表明，较小的瞳孔更容易看清细节，而较大的瞳孔有助于发现难以看到的物体。

“我们的结果表明，我们的视觉可能会在一个呼吸周期内，在吸气时优化细节分辨和呼气时优化物体检测之间切换，”卡罗林斯卡学院博士后研究员、研究第一作者Martin Schaefer表示。

研究人员认为，这一发现还可能具有临床应用价值。“一个潜在的应用是开发新的方法来诊断或治疗神经系统疾病，如帕金森病，其中瞳孔功能损伤是该疾病的早期迹象，”Artin Arshamian说。“这是我们未来希望探索的方向。”

资金来源

该研究由瑞典研究理事会和欧洲研究理事会（ERC）资助，未报告利益冲突。

关于这项视觉神经科学研究

• 作者：新闻办公室

• 来源：卡罗林斯卡学院

• 联系人：新闻办公室 – 卡罗林斯卡学院

• 图片：图片由Neuroscience News提供

• 原始研究：开放获取。“The Pupillary Respiratory-Phase Response: Pupil size is smallest around inhalation onset and largest during exhalation” by Artin Arshamian et al. Journal of Physiology