呼吸は瞳孔の大きさに影響を与えます。瞳孔は息を吸うときに最も小さく、吐き出すときに大きくなります。

スウェーデンのカロリンスカ研究所の研究者らは、瞳孔の大きさに影響を与える基本的なメカニズムである呼吸を発見した。 Journal of Physiology に掲載された彼らの研究は、瞳孔が吸入中に収縮し、呼気中に拡張することを明らかにしており、この発見は視覚に関する私たちの理解に影響を与える可能性があります。

瞳孔は、カメラの絞りと同様に、目に入る光の量を調節し、視覚と知覚において重要な役割を果たします。科学者たちは 1 世紀以上にわたり、瞳孔の大きさに影響を与える 3 つの主な要因、つまり光への曝露、焦点距離、認知的影響 (感情や精神的努力など) を認識してきました。現在、研究者たちは4番目の要因である呼吸を発見しました。彼らの結果は、瞳孔は吸気の開始時に最も小さく、吐き出す時点で最大になることを示しました。

この研究を主導したカロリンスカ研究所臨床神経科学部門のアーティン・アーシャミアン准教授は、「このメカニズムのユニークな点は、それが周期的で常に存在し、外部からの刺激を必要としないことだ。呼吸は脳の活動と認知機能に影響を与えるため、この発見は私たちの視覚と注意がどのように調節されているかをより深く理解するのに役立つかもしれない」と説明した。

研究者らは、さまざまな条件下で呼吸が瞳孔の大きさに及ぼす影響を研究するために、200人以上の参加者を対象に5つの実験を実施した。その結果、参加者が呼吸が速いか遅いか、鼻や口で呼吸しているか、照明条件や固定距離が変化しているか、休憩しているか視覚作業を行っているかに関係なく、この効果は持続することが示されました。理論的には、吸気時と呼気時の瞳孔サイズの違いは視力に影響を与えるのに十分です。

研究では、鼻呼吸によって活性化される脳構造である嗅球を持たずに生まれた人々がこの機能を持っていることも示されています。これは、このメカニズムが脳の基本的かつ進化的に保存された部分である脳幹によって制御されていることを示唆しています。

研究者は現在、呼吸中の瞳孔サイズの変化が視力に影響を与えるかどうかを研究しています。これまでの研究では、瞳孔が小さいと細部が見えやすくなり、瞳孔が大きいと見えにくい物体の検出に役立つことが示されています。

「今回の研究結果は、人間の視覚が息を吸うときの細かい部分の解像と、息を吐くときの不明瞭な物体の検出の間で切り替わることを示唆しており、これはすべて 1 回の呼吸サイクル内で行われます」とカロリンスカ研究所の同部門の博士研究員で、この研究の筆頭著者である Martin Schaefer 氏は述べています。

研究者らは、この技術は臨床応用できる可能性があると述べている。 「瞳孔機能障害は病気の初期兆候であるため、パーキンソン病などの神経疾患を診断または治療する新しい方法への応用が考えられます。これは私たちが将来探求したいことです。」

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DOI:10.1113/JP287205