Исследование, опубликованное в Journal of Physiology, показало, что зрачок сужается, когда человек вдыхает, и расширяется, когда выдыхает. Это открытие может помочь ученым лучше понять, как работает зрение.

Зрачок, подобно диафрагме в фотоаппарате, контролирует количество света, попадающего в глаз, и играет ключевую роль в восприятии. Более ста лет назад ученые определили три основных фактора, которые влияют на его размер: воздействие света, расстояние до объекта, а также когнитивные факторы, такие как эмоции и умственные нагрузки. Теперь же исследователи добавили четвертый фактор — дыхание. Их исследования показали, что зрачок максимально сужен в начале вдоха и достигает максимального размера во время выдоха.

«Этот механизм уникален тем, что он имеет цикличный характер, всегда активен и не требует внешних воздействий, — объясняет Артин Аршамян, доцент кафедры клинической нейробиологии Каролинского института и руководитель исследования. — Поскольку дыхание сказывается на активности мозга и когнитивных функциях, это открытие может помочь нам лучше понять, как регулируются зрение и внимание».

В рамках пяти проведенных экспериментов с участием более 200 человек исследователи тщательно изучили, как дыхание может влиять на размер зрачка в различных условиях. В ходе экспериментов они обнаружили, что эффект изменения размера зрачка при вдохе и выдохе сохранялся независимо от того, как именно участники дышали: быстро или медленно, через нос или рот, а также не зависело от внешних факторов, таких как освещение или расстояние до объекта фокусировки. Разница в размере зрачка между вдохом и выдохом была достаточно большой, чтобы теоретически влиять на зрение.

Исследование также выявило, что эта способность сохраняется у людей, у которых отсутствует обонятельная луковица — структура мозга, активируемая при дыхании через нос. Это указывает на то, что механизм изменения размера зрачка контролируется стволом головного мозга, который является основной и эволюционно сохраненной частью данной структуры.

В данный момент исследователи продолжают изучать, как изменения в размере зрачка во время дыхания влияют на восприятие зрительной информации. Ранее проведенные исследования продемонстрировали, что при уменьшенном размере зрачка легче различать детали, тогда как расширенный зрачок способствует более эффективному обнаружению плохо различимых объектов.

«Наши результаты указывают на то, что зрение может адаптироваться между оптимизацией для различения мелких деталей во время вдоха и обнаружением слабо освещенных объектов при выдохе — и все это происходит в рамках одного цикла дыхания», — утверждает Мартин Шефер, научный сотрудник того же отдела Каролинского института и первый автор исследования.

Исследователи также полагают, что данные результаты могут иметь клиническое применение. «Одним из возможных направлений является разработка новых методов диагностики или лечения неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, где нарушение функции зрачка может служить ранним признаком заболевания, — отмечает Аршамян. — Это то, что мы планируем изучить в будущем».

Ранее ученые обнаружили связь между снижением слуха и риском развития деменции. Слух — это навык, который большинство людей воспринимает как должное. Но исследования показывают, что взрослым следует прислушиваться к изменениям в своем слухе, поскольку проблемы со слухом могут быть связаны с развитием слабоумия в пожилом возрасте.