Исследование показало, что человека можно идентифицировать по носовому дыханию с точностью до 96,8%. У каждого человека есть своя уникальная "дыхательная отметка", аналогичная отпечаткам пальцев. Кроме того, она может содержать информацию о физическом и психическом здоровье, что открывает новые возможности для диагностики и лечения.
Хотя дыхание кажется простым и автоматическим процессом, оно регулируется сложной системой мозговых структур. Эта система контролирует как непроизвольные дыхательные паттерны, необходимые для поддержания жизнедеятельности, так и сознательные изменения дыхания в зависимости от поведения.
Учёные предполагали, что особенности работы этой системы могут формировать индивидуальные дыхательные характеристики. Поскольку мозг каждого человека уникален, логично предположить, что и долгосрочные паттерны дыхания тоже могут быть уникальными. Однако до недавнего времени эта гипотеза не была подтверждена экспериментально. Современные методы исследования дыхания обычно ограничиваются короткими замерами — от одной до двадцати минут, — что не позволяет выявить тонкие индивидуальные особенности.
Группа исследователей из Института Вейцмана в Израиле разработала метод долгосрочного мониторинга носового дыхания. "Можно подумать, что дыхание уже изучено вдоль и поперёк", — говорит Ноам Собель, один из авторов исследования. "Однако мы обнаружили совершенно новый подход к его анализу. Теперь мы рассматриваем его как своего рода "считывание" работы мозга".
Точность идентификации — 96,8%
Для проверки гипотезы учёные создали лёгкое портативное устройство, которое непрерывно измеряет поток воздуха через нос с помощью гибких трубок, размещённых под ноздрями и подключённых к датчику на затылке. Эксперимент проводился среди ста здоровых молодых людей, у которых дыхание фиксировали в течение 24 часов. Данные анализировались с помощью метода Breath Metrics, учитывающего 24 различных параметра дыхания. Участники также заполняли анкеты о своей повседневной активности и психическом состоянии.
Оказалось, что по дыхательным данным можно точно идентифицировать каждого участника. После первого часа записи точность составила 43%, а через сутки достигла 96,8%. Этот результат оставался стабильным даже при повторных тестах в течение двух лет, демонстрируя точность, сопоставимую с технологиями распознавания голоса.
"Я думала, что идентификация будет сложной, ведь люди занимаются разными делами — бегают, учатся, отдыхают", — рассказывает Тимна Сорока, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Current Biology. "Однако их дыхательные ритмы оказались удивительно индивидуальными".
Графическое резюме исследования.
Дыхание как индикатор здоровья
Анализ дыхательных паттернов показал, что они связаны с физическим и психическим состоянием человека. Например, у людей с высоким уровнем тревожности вдохи были короче, а паузы между дыхательными циклами во сне — более изменчивыми. Хотя ни у одного из участников не было диагностированных психических расстройств, исследователи предполагают, что долгосрочный мониторинг дыхания может стать полезным инструментом для их выявления.
"Мы интуитивно понимаем, что тревога или депрессия влияют на дыхание", — говорит Собель. "Но возможно, всё наоборот: именно особенности дыхания вызывают эти состояния. Если это так, то, изменяя дыхание, можно смягчить симптомы".
Пока устройство имеет ограничения: трубки под носом могут вызывать дискомфорт, а сам аппарат не учитывает ротовое дыхание и может смещаться во время сна. Учёные работают над более удобной версией для повседневного использования. Они также изучают "здоровые" дыхательные паттерны, чтобы адаптировать их для людей с психическими и эмоциональными расстройствами.
"Мы хотим выйти за рамки диагностики и предложить методы лечения", — заключает Собель. "И мы осторожно оптимистичны".
Комментарии (0)