就像指紋上的螺旋紋一樣，一個人的呼吸模式也可能是獨一無二的——不僅可以用于身份識別，還可能揭示與其相關的生理狀態和心理特征。

在一項新發表于《當代生物學》的研究中，一個研究團隊發現，僅憑鼻腔呼吸模式，就能以高達96.8%的準確率識別個體。而更令人關注的是，這些呼吸模式還與體質指數（BMI），以及焦慮和抑郁的跡象存在顯著相關性。

呼吸與腦的神秘關聯

呼吸看似簡單，實則由腦中一整套復雜的神經網絡所調控。每一次吸氣和呼氣都需要協調到位，以確保腦能獲得充足的氧氣，來維持對身體各系統的調控。在哺乳動物中，腦在吸氣過程中會同步處理氣味信息。這些生理機制的交織引發了研究人員的疑問：既然每個人的腦運作方式各不相同，那么呼吸模式是否也具備個體獨特性？

為驗證這一設想，研究團隊開發了一款輕巧的可穿戴設備。該設備通過連接放置在鼻孔下方的柔性導管，可在不干擾日常生活的情況下，連續記錄左右鼻孔的氣流長達24小時。而相比之下，傳統的呼吸測試往往只持續1~20分鐘，主要用于評估肺功能或診斷疾病，以捕捉呼吸中的細微差異。

研究人員通過一種安裝在參與者頸后的定制設備，連續監測其24小時內的呼吸模式。（圖/Soroka et al. / Current Biology）

實驗設計與發現

研究團隊共招募了100名健康的年輕成年人參與實驗，并要求他們在24小時內佩戴該設備，期間照常生活。隨后，有42名參與者在不同時間（間隔5天至23個月不等，平均3.5個月）返回實驗室，完成了第二輪24小時的測量。由于其中有3名參與者的數據損壞，研究人員最終分析了97名參與者的數據。

為了量化這97名參與者的呼吸模式，研究人員運用一種既有的分析方法（BreathMetrics），從每位參與者的呼吸數據中提取出24項關鍵參數，包括吸氣和呼氣的持續時間、左右鼻孔之間的氣流差異等。他們還將清醒期與睡眠期的數據分開處理，并訓練了一個機器學習模型來進行個體識別。

結果顯示，僅憑這些鼻腔中的氣流模式，模型就能以高達96.8%的準確率識別出97名參與者的身份。換句話說，每個人的呼吸模式，確實就像“鼻腔指紋”一樣具有高度的個體特異性。更重要的是，在第二輪重復測試中，參與者的呼吸指紋表現出良好的穩定性，其識別效果可媲美甚至超過部分語音識別技術。

從呼吸模式讀取健康信息

在如此高的準確率的基礎上，研究團隊進一步探索了呼吸模式是否還攜帶其他信息。他們收集了參與者的BMI數據，以及評估抑郁與焦慮程度的問卷評分。

分析結果發現，這些呼吸“指紋”不僅與BMI、睡眠-清醒周期有關，還與個體的心理狀態以及某些行為特征存在關聯。例如，那些在焦慮問卷中得分相對較高的參與者，其睡眠時的吸氣往往更短暫，呼吸之間的停頓時間更不規律；而BMI較高者在睡眠時的呼吸模式，也與BMI較低者存在明顯差異。

值得注意的是，這些參與者大多并未達到精神疾病的臨床診斷標準，也就是說，他們普遍屬于健康狀態。即便如此，研究依然發現了呼吸模式與焦慮、抑郁等心理指標之間的相關性。這表明，即使在普通人群中，呼吸模式也能反映出心理狀態的細微變化。由此可見，對鼻腔氣流進行長期監測，有望成為一種全新的非侵入式的身心健康評估手段。

一種潛在的診療工具

這項研究是呼吸模式研究領域的一項重大突破。此前相關研究多集中在短時段的數據收集，而這研究首次實現了對個體長時間、連續、自然狀態下的呼吸精準監測。

長期以來，一些科學家在直覺上認為，焦慮或抑郁會影響人的呼吸節律。現在，這項研究提出了一個新的可能：也許反過來，呼吸方式本身就可能誘發或緩解心理狀態。如果這一假設成立，那么通過引導人們模仿某些“健康”的呼吸模式，就可能成為一種改善情緒、調節心理的新療法。

不過，距離這一技術的廣泛應用仍有挑戰。目前的設備需要在鼻下佩戴導管，這種“醫用外觀”可能影響人們的接受度。此外，這種設備尚不能監測口腔呼吸，睡眠時也容易因移位而影響數據質量。為此，研究團隊正在設計更加隱蔽、舒適的版本，以適用于日常佩戴。同時，他們也正在探索哪些呼吸模式與低壓力、低焦慮狀態相關，并嘗試將研究從診斷延伸至干預與治療。

#參考來源：

https://www.nature.com/articles/d41586-025-01835-0

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(25)00583-4

#圖片來源：

封面圖&首圖：irongroup / Pixabay