Каждый раз, когда мы дышим через нос, мы оставляем за собой невидимый, но безошибочный след. Новое научное исследование показывает, что люди обладают уникальной носовой респираторной сигнатурой, которую однажды можно будет использовать для выявления эмоций, болезней и даже для идентификации людей.
Дыхание — это автоматический тихий акт, который мы повторяем около 20 000 раз в день. Но группа ученых из Научного института Вейцмана и Хайфского университета доказали, что каждый человек делает это уникально. Другими словами, то, как воздух входит в наши ноздри и выходит из них, действует как своего рода личная подпись, столь же характерная, как отпечаток пальца и голос.
Чтобы прийти к такому выводу, исследователи разработали небольшое портативное устройство, которое аккуратно вставляется в нос и измеряет поток воздуха в каждой ноздре в течение 24 часов. Они проверили это на 97 людях, как во время сна, так и во время повседневной деятельности. Анализируя полученные кривые дыхания, им удалось идентифицировать каждого участника с точностью 96,8%.
Ученые окрестили это явление отпечатком носа человека. В отличие от частоты сердечных сокращений и голоса, которые могут относительно легко меняться, носовое дыхание оказалось удивительно стабильным с течением времени, даже через несколько месяцев. Такая последовательность делает его многообещающим инструментом для исследований мозга, тела и даже личности.
Нос как зеркало мозга
За этим особым носовым дыханием скрывается сложная сеть сигналов мозга. Ритм поступления и оттока воздуха координируется нервными центрами, которые также участвуют в эмоциональной регуляции, бдительности, тревоге и других психических функциях. Это означает, что наши модели дыхания могут отражать то, что происходит в нашем сознании, даже если мы этого не осознаем.
Исследование показало, что определенные характеристики носового потока были связаны с психологическими особенностями, такими как уровень тревожности и депрессивные симптомы, даже у здоровых людей.
Кроме того, эти корреляции не были случайными: используя статистические модели, исследователям удалось с умеренной точностью предсказать, имел ли участник более высокие баллы по шкале аутизма, тревожности и депрессии, просто проанализировав их носовое дыхание.
Это подтверждает идею о том, что дыхание — это не только физиологический процесс, но и отражение нашего психического здоровья. Рисунок носа может служить неинвазивным маркером для выявления таких состояний, как хроническая тревога, расстройства аутистического спектра и даже нейродегенеративных состояний, без необходимости задавать вопросы, проводить обследования и дорогостоящее сканирование мозга.
Помимо биометрической идентификации
Возможность использования носового дыхания в качестве метода идентификации также порождает ожидания в таких областях, как безопасность, персонализированная медицина и цифровое благополучие. В эпоху, когда конфиденциальность и аутентификация личности становятся все более актуальными, система, основанная на способе дыхания, может дополнять и даже превосходить распознавание отпечатков пальцев и лиц.
В отличие от других биометрических данных, носовое дыхание можно регистрировать непрерывно и без вмешательства в повседневную жизнь. Необходимые устройства незаметны и не требуют камер и физического контакта. Однако авторы исследования подчеркивают, что это использование все еще далеко от широкого распространения. Сначала необходимы дальнейшие исследования и разработки в области технологий, которые обеспечат их надежность, точность и конфиденциальность.
Несмотря на это, находка знаменует собой захватывающую отправную точку. «Мы считаем, что эти узоры отражают сигналы мозга, которые их генерируют», пишут исследователи. То, что начиналось как физиологическое исследование, в конечном итоге выявило возможную карту личности и психического состояния, скрытую в каждом вдохе.
Спящий, бодрствующий и всегда уникальный
Одним из наиболее показательных тестов исследования было сравнение того, как меняется дыхательный отпечаток между бодрствованием и сном. Несмотря на то, что тело проходит очень разные фазы, рисунок носа оставался узнаваемым и специфичным для каждого человека, хотя и с небольшими различиями между обоими состояниями.
Это говорит о том, что носовое дыхание содержит не только информацию о личности, но также о физиологическом и неврологическом состоянии человека.
Его можно использовать, например, для выявления нарушений сна и проблем с дыханием без необходимости проведения навязчивых исследований. И в сочетании с алгоритмами машинного обучения это открыло бы двери для интеллектуальных систем, которые постоянно и без каких-либо проблем следили бы за нашим здоровьем.
Кроме того, тот факт, что узоры остаются стабильными в течение недель и даже месяцев, подтверждает их ценность как диагностического инструмента. То, чем мы дышим и как мы это делаем, кажется, содержит стабильную сигнатуру, тонко модулированную тем, что мы живем и чувствуем.
От физиологии к эмоциям
Помимо технических аспектов, это исследование имеет особое значение: каждый человек дышит по-разному, и эта разница записывается в его теле. Такая простая вещь, как поток воздуха через нос, содержит глубокую информацию о том, кто мы есть, как мы себя чувствуем и как мы функционируем.
Исследователи предполагают, что в будущем эти следы дыхания можно будет использовать для отслеживания эмоций, уровня стресса и самочувствия без необходимости говорить человеку ни слова. Это было бы революцией в понимании и поддержании психического здоровья, особенно в группах населения, испытывающих трудности с самовыражением, таких как дети и пожилые люди.
Хотя многое еще предстоит изучить, это открытие открывает новые возможности для сочетания неврологии, психологии и технологий. И все начинается с чего-то столь же элементарного, как вдох.
Это открытие — лишь первая затяжка в новой области. Авторы исследования настаивают на том, что это первоначальное исследование со здоровыми участниками и ограниченной выборкой. Тем не менее, полученные результаты закладывают основу для будущих клинических, технологических и научных применений, которые могут изменить наш способ восприятия и понимания человеческого тела.
Возможности широки: от раннего выявления заболеваний до создания устройств, которые адаптируются к эмоциональному состоянию своего пользователя в режиме реального времени. Также могут появиться новые методы идентификации людей в ситуациях, когда другие технологии терпят неудачу. Во всех случаях потенциал этого отпечатка носа проявляется как ресурс, столь же невидимый, сколь и мощный.
Дыхание никогда не было таким откровенным. Каждый раз, когда мы это делаем, мы оставляем уникальный сигнал, почти как если бы тело сигнализировало о своем присутствии в мире. И теперь наука научилась читать эту подпись.
Исследование: doi: 10.1016/j.cub.2025.05.008
