呼吸像指纹独一无二

监测呼吸可能有助于诊断和治疗多种疾病。

科学家开发了一种可穿戴设备，能够捕捉呼吸的细微差别。他们发现，每个人的呼吸模式都是独一无二的，即每个人都拥有一个“呼吸指纹”，这可能与体重和心理健康有关，有望彻底改变诊断和治疗各种疾病的方式。6月12日，相关研究成果发表于《当代生物学》。

“这项工作令人兴奋，它解决了许多关于呼吸信号如何与健康和精神状态相关的长期存在的问题。”美国人工智能公司Osmo的Torben Noto表示。

呼吸模式包含健康信息的观点并不新鲜，20世纪50年代就有研究暗示了这种联系。但是，由于没有一种可穿戴设备能在人活动时记录鼻腔呼吸数据，相关研究仅限于从医院患者那里收集的数据，后者的呼吸监测时间往往不到一个小时。

为解决这一问题，以色列魏茨曼科学研究所的Timna Soroka及同事研制了一款可穿戴设备，并让97人佩戴了24小时。随后，他们训练了一种算法识别24项参数的独特组合。该算法识别参与者的准确率几乎达到97%，并且在两年的随访期内保持稳定。

“不过，别指望去银行时会有鼻腔气流记录。”研究团队成员、魏茨曼科学研究所的Noam Sobel表示，该设备的目标并非用于生物识别，而是解锁有价值的健康信息。

例如，可以通过鼻腔周期的参数组合，预测一个人的身体质量指数（BMI）。鼻腔周期是指两侧鼻孔交替处于更通畅或更闭塞的循环状态。

Sobel解释说，这一周期由交感神经系统和副交感神经系统的平衡所控制。交感神经系统为身体的“战斗或逃跑”反应做好准备。“因此，测量鼻孔的气流，实际上是在获取交感神经兴奋度的指标，而这似乎是BMI的一个预测因素。”

Sobel提出了一个有趣的可能性，即不是体重增加引起呼吸变化，而是呼吸模式影响体重。“如果这是真的，我们就可以找到让你变瘦的呼吸模式。”他说。

呼吸数据还揭示了呼吸特征与焦虑和抑郁症水平之间的相关性。例如，抑郁症状严重的人吸气更快。该团队目前正在研究呼吸模式是否确实会导致这些症状，以探索能否将其用于诊断某些常见的心理健康疾病，并通过呼吸练习加以治疗。

“不难想象，未来每位患者都会获得一个鼻腔气流监测设备，用于追踪治疗、提供反馈并预测一系列疾病的预后。”Noto说，这种设备还能帮助个体识别呼吸何时偏离正常状态。“它可能对人体健康产生巨大影响。”（李木子）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.05.008