研究人员发现了一种影响瞳孔大小的基本机制,即我们的呼吸。这项研究显示,瞳孔在吸气时最小,在呼气时最大——这可能会影响我们的视力。
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,即我们的呼吸。这项研究发表在《生理学杂志》上,显示出瞳孔在吸气时最小,在呼气时最大——这可能会影响我们的视力。
就像相机的光圈一样,瞳孔控制着多少光线到达眼睛。因此,它对我们的视力和我们感知周围环境的方式至关重要。已知有三种机制可以改变瞳孔大小,已有一个多世纪的历史:光线的多少、聚焦距离以及情感或心理努力等认知因素。现在科学家们发现了第四种机制:呼吸。瞳孔在吸气开始时最小,在呼气时最大。
“这一机制独特之处在于它是循环的、无处不在的,并且不需要外部刺激,”研究的主要负责人、卡罗林斯卡学院临床神经科学系的副教授阿尔廷·阿尔沙米安解释道。“由于呼吸会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力和注意力是如何调节的。”
研究人员进行了五个实验,共有200多名参与者,检查呼吸在不同条件下如何影响瞳孔大小。结果显示,无论参与者是快速还是缓慢呼吸,是通过鼻子还是嘴巴,光照条件或注视距离发生变化,无论他们是休息还是进行视觉任务,吸气和呼气之间的瞳孔大小差异都是持续存在的。吸气和呼气之间的瞳孔大小差异足够大,理论上可以影响视力。
研究还表明,这种功能在没有嗅球的人中依然完好无损,嗅球是由鼻子呼吸激活的脑部结构。这表明该机制由脑干控制,脑干是大脑的一个基本和进化上保守的部分。
研究人员目前正在调查呼吸过程中瞳孔大小的变化是否也会影响视力。之前的研究表明,瞳孔较小时更容易看到细节,而较大的瞳孔则有助于我们寻找难以看见的物体。
“我们的结果表明,在一个呼吸周期中,当我们吸气时我们的视力可能会优化以区分小细节,而当我们呼气时则更容易检测微弱物体,”卡罗林斯卡学院同一部门的博士后研究员、研究的第一作者马丁·舍费尔说。
研究人员表示,这也可能具有临床应用。
“一个潜在的应用是诊断或治疗神经疾病的新方法,例如帕金森病,其瞳孔功能受损是该疾病的早期迹象,”阿尔廷·阿尔沙米安说。“这是我们未来希望探索的方向。”
这项研究得到了瑞典研究委员会和欧洲研究委员会(ERC)的资助。