撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

呼吸似乎是個簡單的過程；我們毫不費力地協調著它，也很少去關注它。然而，呼吸實際上是由一個極其復雜且廣泛的大腦網絡控制的，該網絡充當呼吸節律器，根據生理穩態需求調節自主呼吸模式，同時允許在行為需求時由意志接管呼吸。

每個人的大腦是獨一無二的，那么，每個人依賴大腦的呼吸模式，也可能是獨一無二的，這些呼吸模式或許還能反過來反映大腦活動。

2025 年 6 月 12 日，Cell 子刊Current Biology上發表了一年題為：Humans have nasal respiratory fingerprints 的研究論文。

該研究表明，人類擁有“呼吸指紋”，即獨特的鼻腔呼吸模式，而且可用于預測身體指標以及情緒和認知狀態。

控制呼吸的大腦網絡的關鍵組成部分位于腦干的延髓 pre-B?tzinger 復合體中，盡管該復合體有節律的爆發活動能夠獨立于外部輸入驅動吸氣，但其活動會不斷受到來自整個呼吸系統化學感受器和機械感受器的信息調節。這種調節依賴于一個龐大的大腦網絡，其中包括額外的延髓機制、腦橋機制以及多個皮質和皮質下結構，它們都參與了呼吸的自主和非自主控制。

這種廣泛的呼吸-大腦結構和功能網絡表明，如果我們能夠非常精確地長時間表征呼吸，就能夠推斷出其整體活動的有意義的信息。此外，由于大腦具有獨特性，其內部產生的長期呼吸模式的精確特征描述也可能各不相同。

鑒于此，為了檢驗人類具有獨特的呼吸特征這一假設，以及這些特征或許能反映大腦活動這一觀點，研究團隊開發了一款小巧的可穿戴呼吸記錄儀，并對健康參與者進行了連續 24 小時的精確測量和記錄兩個鼻孔的鼻腔呼吸氣流。

研究團隊發現，僅通過鼻腔氣流模式，就能以高達 96.8% 的準確率識別出一個 97 人隊列中的成員。換句話說——人類有各自獨特的鼻腔氣流特征。此外，在重復測試實驗中，研究團隊發現這些個體的鼻腔氣流指紋在長時間內保持穩定，通過鼻腔氣流指紋進行個體識別的效果與語音識別相當，甚至更優。

最后，研究團隊發現這些指紋的高度敏感性為生理狀態（例如喚醒水平和體重指數）以及認知特征（例如焦慮水平、抑郁水平和行為傾向）提供了重要的指示。

該研究的核心發現：

• 人類個體的鼻腔呼吸模式各不相同；

• 人類鼻腔呼吸的特征反映大腦對呼吸的驅動作用；

• 人類鼻腔呼吸特征可預測諸如體重指數（BMI）等生理指標；

• 人類鼻腔呼吸特征可預測情緒和認知狀態。

研究團隊得出結論：長期鼻腔氣流模式反映了呼吸的大腦驅動因素，具有個體獨特性，并對健康、情緒和認知有著重大影響。

論文鏈接：

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