科学家证实,当您呼吸时,您的瞳孔会发生变化

你可能听说过这样的说法,眼睛是通往灵魂的窗户,但现在事实证明,它们也与我们的呼吸方式有关。

科学家们长期以来一直在研究我们瞳孔的大小,以了解注意力、情绪甚至医疗状况。但现在,最新研究令人惊讶的是,它们的大小与我们的呼吸同步变化。

我们的学生从来都不是一成不变的;他们不断调整以响应外部和内部因素。最著名的是它们控制进入眼睛的光线量,就像相机光圈一样。

你可以很容易地自己测试一下:照镜子,用光照射你的眼睛,你会看到你的瞳孔缩小。这个过程直接影响我们的视觉感知。较大的瞳孔有助于我们检测到微弱的物体,尤其是在我们的周边视觉中,而较小的瞳孔可以提高清晰度,从而改善阅读等任务。

如果我们的瞳孔大小不断变化,这会改变我们的感知吗?(Dboybaker/Flickr的, CC BY 2.0的)

事实上,这种反射非常可靠,以至于医生用它来评估大脑功能。如果瞳孔对光没有反应,则可能预示着中风等医疗紧急情况。

然而,我们的学生对光的反应不仅仅是光。同样公认的是,我们的瞳孔在专注于附近的物体时会收缩,而在认知努力或情绪唤醒时会扩张。

作为德国学生研究的先驱艾琳·洛文菲尔德曾经说过:“人在情绪激动时可能会脸红或脸色苍白,但他的瞳孔总是放大的。

因此,在心理学和神经科学研究中,瞳孔大小经常被用作衡量脑力劳动和注意力的指标。

第四个响应

几十年来,这三种瞳孔反应是科学家们唯一确定存在的。现在,我和我们在斯德哥尔摩卡罗林斯卡研究所和荷兰格罗宁根大学的研究团队已经证实,呼吸是第四个。

在现在被称为“瞳孔呼吸期反应”的瞳孔中,瞳孔往往在呼气时最大,在吸气开始时最小。与其他瞳孔反应不同,这种反应完全起源于身体,当然会不断发生。同样独特的是,它同时涵盖扩张和收缩。

事实上,50 多年来,一直有传闻表明呼吸与我们的瞳孔之间存在联系。但是当团队回顾过去的研究时证据充其量是不确定的.鉴于瞳孔大小在医学和研究中的广泛使用,我们意识到进一步研究这一点至关重要。

我们通过对 200 多名参与者进行的五次实验证实,瞳孔大小与呼吸同步波动,而且这种效果非常强大。在这些研究中,我们邀请参与者到我们的实验室,并在他们放松或在电脑屏幕上执行任务时记录他们的瞳孔大小和呼吸模式。

在整个研究过程中,我们系统地改变了其他关键的瞳孔反应因素——光线、注视距离和任务所需的脑力劳动。在所有情况下,呼吸影响瞳孔的方式保持不变。

此外,我们检查了不同的呼吸模式如何影响反应。

参与者被指示仅通过鼻子或嘴巴呼吸并调整呼吸频率,以及减慢和加快呼吸速度。在所有情况下,都出现了相同的模式:瞳孔大小在吸气开始时保持最小,在呼气时保持最大。

现在怎么办

这一发现改变了我们对呼吸和视觉的看法。它表明呼吸和神经系统之间的联系比我们以前意识到的要深。下一个大问题是瞳孔大小的这些细微变化是否会影响我们看待世界的方式。

波动只有几分之一毫米,小于瞳孔对光的反应,但类似于瞳孔对脑力劳动或唤醒的反应。

这些波动的大小在理论上大到足以影响我们的视觉感知。因此,我们的视觉可能在一口气中巧妙地在检测微弱物体(瞳孔较大)和区分精细细节(瞳孔较小)之间发生微妙变化。

此外,正如瞳孔对光的反应被用作诊断工具一样,瞳孔大小和呼吸之间联系的变化可能是神经系统疾病的早期迹象。

这项研究是了解我们内部身体节律如何影响感知的更广泛努力的一部分。科学家们越来越多地发现,我们的大脑不会孤立地处理外部信息——它也整合了来自我们体内的信号。

例如来自我们的心脏和胃节律的信息也被建议增强或阻碍对传入感觉刺激的处理。

如果我们的呼吸会影响瞳孔的变化,那么它是否也会影响我们感知周围世界的方式?这为关于身体节奏如何塑造感知的新研究打开了大门——一次一口气。

马丁·谢弗, 认知神经科学和行为心理学博士后研究员,卡罗林斯卡医学院

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