呼吸方式可能揭示健康狀況。忘掉面部識別吧，或許有新的身份識別方式了。研究人員發(fā)現(xiàn)，每個人的呼吸模式都是獨(dú)一無二的，即每個人都擁有“呼吸指紋”，這可能與體重和心理健康有關(guān)，也可能會徹底改變從肥胖到抑郁癥等各種健康問題的診斷和治療方式。
 

　　以色列魏茨曼科學(xué)研究所的Timna Soroka及同事開發(fā)了一種可穿戴設(shè)備，能夠捕捉人們呼吸的細(xì)微差別。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》。

監(jiān)測呼吸可能有助于診斷甚至治療多種疾病。圖片來源：Milan Jovic/Getty Images

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　　“這項(xiàng)工作令人興奮，它在一項(xiàng)研究中解決了許多關(guān)于呼吸信號如何與健康和精神狀態(tài)相關(guān)的長期問題。”未參與該研究的紐約人工智能公司Osmo的Torben Noto表示，該公司致力于讓計(jì)算機(jī)擁有嗅覺。

　　呼吸模式包含健康信息的觀點(diǎn)并不新鮮，20世紀(jì)50年代的研究就暗示了這種聯(lián)系。但是，如果沒有一種可穿戴設(shè)備可以在人活動時記錄鼻腔呼吸數(shù)據(jù)，研究就僅限于從醫(yī)院患者那里收集的數(shù)據(jù)，這些患者的呼吸監(jiān)測時間往往不到一個小時。

　　為解決這一問題，Soroka及同事研制了一款可穿戴設(shè)備，并將其讓97人佩戴24小時。隨后，他們訓(xùn)練了一種算法來識別24項(xiàng)參數(shù)的獨(dú)特組合——從吸入空氣量到屏息頻率等所有指標(biāo)。該算法識別參與者的準(zhǔn)確率幾乎達(dá)到97%，并且該特征在兩年的隨訪期內(nèi)保持穩(wěn)定。

　　不過，“別指望下次去銀行時會進(jìn)行鼻腔氣流記錄。”魏茨曼科學(xué)研究所的團(tuán)隊(duì)成員Noam Sobel表示，該設(shè)備的目標(biāo)并非用于生物識別，而是為了解鎖有價值的健康信息。

　　例如，通過鼻腔周期（即兩側(cè)鼻孔交替處于更通暢或更閉塞狀態(tài)的節(jié)奏）的參數(shù)組合，可預(yù)測一個人的身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）。

　　Sobel解釋說，這一周期由交感神經(jīng)系統(tǒng)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)的平衡所控制。交感神經(jīng)系統(tǒng)為身體的“戰(zhàn)斗或逃跑”反應(yīng)做好準(zhǔn)備?！耙虼?，通過測量鼻孔的氣流，實(shí)際上是在獲取交感神經(jīng)興奮度的指標(biāo)，而這似乎是BMI的預(yù)測因素?！?/p>

　　Sobel提出了一個有趣的可能性——并非體重增加導(dǎo)致呼吸變化，而是呼吸模式影響體重？“如果這是真的，我們會找到讓你變瘦的呼吸模式，然后我們整個團(tuán)隊(duì)就可以退休去島上生活了?！彼f。

　　呼吸數(shù)據(jù)還揭示了呼吸特征與焦慮和抑郁癥水平之間的相關(guān)性。例如，抑郁癥狀嚴(yán)重的人吸氣更快。該團(tuán)隊(duì)目前正在研究呼吸模式是否確實(shí)會導(dǎo)致這些癥狀，以探索能否將其用于診斷某些常見心理健康問題，并可能通過呼吸練習(xí)進(jìn)行治療。

　　“不難想象這樣的未來——每位患者都會獲得一個鼻腔氣流監(jiān)測設(shè)備，用于追蹤治療、提供反饋并預(yù)測一系列疾病的預(yù)后?！盢oto說。他提出了團(tuán)隊(duì)用于測量呼吸不同方面的24 項(xiàng)指標(biāo)。這種設(shè)備還能幫助個體識別呼吸何時偏離正常狀態(tài)?！八锌赡軐θ祟惤】诞a(chǎn)生巨大影響?！?/p>

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.05.008

　　
作者：李惠鈺 來源：中國科學(xué)報