Модели дыхания раскрыли информацию о психическом и физическом благополучии

Ученые доказали уникальность дыхания каждого человека. Исследование, опубликованное 12 июня в журнале Current Biology издательства Cell Press, показало, что по индивидуальному ритму носового дыхания можно с точностью до 96,8% опознать конкретного человека. Такие респираторные «отпечатки пальцев» не только служат средством идентификации, но и отражают состояние физического и психического здоровья.


Идея исследования возникла из интереса лаборатории к процессам обоняния — одному из важнейших сенсорных восприятий млекопитающих. Поскольку мозг обрабатывает информацию о запахах именно во время вдоха, ученые предположили, что дыхательный паттерн каждого индивида может быть связан с уникальными особенностями его мозга. Это подтолкнуло исследователей к разработке метода, позволяющего изучать дыхание в долгосрочной перспективе.

Для экспериментов была создана компактная носимая система, которая непрерывно регистрирует поток воздуха через нос на протяжении суток с помощью мягких трубок, размещаемых под ноздрями. В отличие от традиционных тестов дыхания, обычно ограниченных несколькими минутами и направленных на диагностику легочных заболеваний, новый подход позволил зафиксировать тончайшие индивидуальные особенности дыхательного ритма.

По словам Ноама Собеля из Института Вейцмана в Израиле, одного из авторов работы, это исследование стало своего рода «считыванием мозговых сигналов» через дыхание, поскольку каждый мозг уникален, и это отражается на дыхательных паттернах. Для подтверждения гипотезы команда снабдила прибором сто здоровых молодых добровольцев, которые вели обычный образ жизни. Анализ данных показал, что дыхание каждого участника было настолько индивидуальным, что ученым удалось определить человека по его носовому дыханию с высокой точностью. Этот результат сохранялся даже при повторных тестах в течение двух лет, сравнимый по надежности с современными системами распознавания голоса.

Тимна Сорока из того же института призналась, что изначально сомневалась в возможности распознавания людей по дыханию из-за разнообразия их повседневной активности — кто-то бегал, кто-то учился, кто-то отдыхал. Однако паттерны дыхания оказались настолько уникальными, что вызвали удивление исследовательской группы.

Кроме того, ученые обнаружили связь между респираторными «отпечатками» и различными показателями здоровья: индексом массы тела, циклом сна и бодрствования, уровнем депрессии и тревожности, а также некоторыми поведенческими характеристиками. Так, участники с более высокими результатами по опросникам тревожности демонстрировали более короткие вдохи и большую нерегулярность пауз между вдохами во время сна. При этом ни один из добровольцев не имел клинических диагнозов психических или поведенческих расстройств, что свидетельствует о потенциале дыхательного мониторинга как инструмента для оценки общего физического и эмоционального состояния.

Собель отметил, что взаимосвязь между дыханием и психоэмоциональным состоянием может быть двунаправленной: не только настроение влияет на дыхание, но и особенности дыхательного ритма способны формировать эмоциональное состояние. Это открывает перспективы для разработки дыхательных техник, направленных на улучшение психического здоровья.

Несмотря на успехи, текущая версия устройства имеет ограничения. Трубки, проходящие под носом, могут вызывать дискомфорт и ассоциироваться с болезнью, что усложняет их повседневное использование. Также прибор не фиксирует дыхание через рот и способен смещаться во время сна. Команда продолжает работу над созданием более компактного и удобного варианта для постоянного ношения.

Читайте также: