Группа учёных под руководством нейробиолога Тимны Сороки из Института науки Вейцмана в Израиле выяснила, что дыхание человека позволяет идентифицировать его личность с точностью 96,8% благодаря наличию уникальных для каждого паттернов.
Этот «респираторный отпечаток», как отмечается, может способствовать появлению новых способов понимания и лечения физических и психических заболеваний.
«Можно подумать, что дыхание измерялось и анализировалось всеми возможными способами. Тем не менее, мы наткнулись на совершенно новый способ взглянуть на дыхание. Мы рассматривали его с точки зрения считывания мозгом», — говорит нейробиолог Ноам Собель из Института науки Вейцмана.
В ходе эксперимента 97 добровольцев носили в течение суток миниатюрный сенсор на шее. Он фиксировал поток воздуха через каждую ноздрю.
Анализ 24 параметров дыхания позволил не только отличить одного человека от другого, но и выявить корреляции с физиологическими и психологическими особенностями.
Данные, собранные за один час, позволили распознать пользователя с точностью 43%, а при полном 24-часовом отслеживании точность выросла почти до 97%.
Как отмечают авторы работы, дыхание управляется сложной и обширной мозговой сетью, которая в значительной степени автоматизирует процесс, позволяя человеку сознательно контролировать вдохи и выдохи, когда того требуют обстоятельства — например, задерживать дыхание при прыжке в воду.
Исследовательская группа обоняния Вейцмана изучала, как мозг обрабатывает запах во время вдыхания. «Идея использования индивидуального характера дыхания в качестве уникального маркера обсуждалась в течение десятилетий в сообществе. Вы можете легко увидеть уникальность каждого человека. Однако до сих пор не было удобного способа измерить это. Разработка крошечного носимого устройства, способного записывать в течение длительных периодов времени, позволила нам измерить показатели 100 участников в течение 24 часов. Это, в свою очередь, позволило представить концепцию гораздо более убедительным образом», — отметили учёные.
Полученный журнал дыхания анализировался с помощью протокола, известного как BreathMetrics, который исследует 24 параметра носового дыхания человека.
Поскольку дыхание обычно измеряется только в течение коротких промежутков времени — около 20 минут или около того — полученный набор данных был гораздо более объёмным, чем обычно, давая гораздо более полное представление о дыхании каждого человека, от периодов покоя до нагрузки.
Исследователи не просто обнаружили, что человека можно уверенно идентифицировать на основе его характера дыхания; результаты работы также показали, что характеристики дыхания могут указывать на особенности персоны.
Существует обычный спектр видов деятельности. Например, у человека в состоянии покоя будет отчётливый характер дыхания, в отличие от того, кто вышел на пробежку. Исследователи также обнаружили, что дыхание человека коррелирует с его ИМТ (индексом массы тела).
Участникам исследования было поручено заполнить анкеты о своём психическом здоровье. Те, кто сам сообщил о повышенной тревожности, как правило, демонстрировали более короткие вдохи и большую изменчивость в паузах между вдохами во время сна.
Исследователи считают, что их работа позволит продвинуться в изучении дыхательных терапевтических практик. Людям, испытывающим значительный стресс или панику, уже предлагают выполнять дыхательные упражнения, чтобы смягчить симптомы. Возможно, работа над контролируемым дыханием может быть более полезной, чем считалось ранее.
Следующим шагом учёных станет понимание того, как это исследование может быть применено к реальной диагностике. «Мы можем узнать, как определённые модели дыхания могут предсказывать различные заболевания. Но, конечно, в будущем мы изучим, можно ли также лечить болезни, изменяя модели дыхания», — заключили исследователи.
Источник: habr.com