呼吸方式可能揭示健康狀況。忘掉面部識(shí)別吧，或許有新的身份識(shí)別方式了。研究人員發(fā)現(xiàn)，每個(gè)人的呼吸模式都是獨(dú)一無(wú)二的，即每個(gè)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(huì)徹底改變從肥胖到抑郁癥等各種健康問(wèn)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(kāi)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(cè)呼吸可能有助于診斷甚至治療多種疾病。圖片來(lái)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(hào)如何與健康和精神狀態(tài)相關(guān)的長(zhǎng)期問(wèn)題?！蔽磪⑴c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(jué)。

　　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(méi)有一種可穿戴設(shè)備可以在人活動(dòng)時(shí)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(cè)時(shí)間往往不到一個(gè)小時(shí)。

　　為解決這一問(wèn)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(shí)。隨后，他們訓(xùn)練了一種算法來(lái)識(shí)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(shí)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(guò)，“別指望下次去銀行時(shí)會(huì)進(jìn)行鼻腔氣流記錄?！蔽捍穆茖W(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(shí)別，而是為了解鎖有價(jià)值的健康信息。

　　例如，通過(guò)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(cè)一個(gè)人的身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）。

　　Sobel解釋說(shuō)，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。“因此，通過(guò)測(cè)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(cè)因素?！?/p>

　　Sobel提出了一個(gè)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(huì)找到讓你變瘦的呼吸模式，然后我們整個(gè)團(tuán)隊(duì)就可以退休去島上生活了。”他說(shuō)。

　　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(huì)導(dǎo)致這些癥狀，以探索能否將其用于診斷某些常見(jiàn)心理健康問(wèn)題，并可能通過(guò)呼吸練習(xí)進(jìn)行治療。

　　“不難想象這樣的未來(lái)——每位患者都會(huì)獲得一個(gè)鼻腔氣流監(jiān)測(cè)設(shè)備，用于追蹤治療、提供反饋并預(yù)測(cè)一系列疾病的預(yù)后?！盢oto說(shuō)。他提出了團(tuán)隊(duì)用于測(cè)量呼吸不同方面的24 項(xiàng)指標(biāo)。這種設(shè)備還能幫助個(gè)體識(shí)別呼吸何時(shí)偏離正常狀態(tài)。“它有可能對(duì)人類健康產(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(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)