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△ 來源：MPI f. Biological Cybernetics

想象一下，64只眼睛在屏幕上跳躍、眨眼，仿佛一場超現(xiàn)實(shí)的視覺盛宴。

這是科學(xué)家為了研究眼睛隨年齡的變化而精心制作的實(shí)驗(yàn)視頻。

這些眼睛屬于不同年齡的受試者，年齡從18歲到87歲不等，其中有些人正值青春年少，有的則已步入暮年。

我們知道，人人都會(huì)貪戀年輕時(shí)的美好模樣，尤其是一雙美麗的眼睛，畢竟眼睛是靈魂之窗。但無奈大部分人的眼睛最終會(huì)隨著年齡增長變得愈發(fā)渾濁，不論是出于心理還是視力下降的原因。我們對這些說法已經(jīng)司空見慣。

然而，德國馬克斯普朗克生物控制論研究所的神經(jīng)科學(xué)家曼努埃爾·斯皮茨尚（Manuel Spitschan）帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)想要弄明白的是，眼睛瞳孔的擴(kuò)張能力隨年齡變化的情況，以及這會(huì)如何影響人們的睡眠與生活質(zhì)量。

相關(guān)研究已發(fā)表于《皇家學(xué)會(huì)開放科學(xué)》（Royal Society Open Science）。

△ 友情提示：部分人或感不適，建議遠(yuǎn)距離觀看視頻，可先瞇起眼睛看自己能否接受（來源：R. Lazar et al/Royal Society Open Science 2024｜Science news）

01

瞳孔縮小

研究者讓83名受試者（包括前面視頻中展示的64名受試者）在戶外自然光下漫步、在室內(nèi)的人工光下活動(dòng)，以及對著電腦屏幕工作等，同時(shí)使用眼動(dòng)追蹤器捕捉他們眼球的每一個(gè)細(xì)微動(dòng)作，記錄他們在不同環(huán)境下的瞳孔大小。

另外，研究者也在可控的光照條件下，讓所有受試者暴露于不同波長的人造光（包括紅、綠、藍(lán)和白光），而后測量瞳孔擴(kuò)張的情況，以便與以往的其他研究進(jìn)行比較和驗(yàn)證。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著年齡增長，瞳孔調(diào)節(jié)不同光照情況的能力會(huì)下降，每過10年，瞳孔寬度（瞳孔大小，眼睛中央黑色圓孔的直徑）平均會(huì)減小約0.4毫米。

這看似微小的變化，卻會(huì)對我們的視覺體驗(yàn)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

因?yàn)橥鬃鳛檠劬Φ摹按皯簟?，光線會(huì)從這里進(jìn)入眼睛，投射到視網(wǎng)膜上，形成我們所看到的世界。

當(dāng)這個(gè)“窗戶”變小，進(jìn)入眼睛的光線就減少了，所以在昏暗的光線下，比如夜晚看手機(jī)、在弱光環(huán)境中閱讀時(shí)，年紀(jì)大的人會(huì)感到更加吃力。

△ 散點(diǎn)圖顯示了年輕受試者（18 歲，左圖）和老年受試者（87 歲，右圖）的瞳孔大小數(shù)據(jù)（來源：原論文）

除了在一定程度上降低生活質(zhì)量外，瞳孔隨年齡縮小的現(xiàn)象還會(huì)影響睡眠-覺醒節(jié)律（sleep-wake-rhythm）。

事實(shí)上，視網(wǎng)膜的光照對我們的生物鐘很重要，人眼能通過感知光與暗的交替讓生物鐘與周圍環(huán)境保持同步。

因此，光線不足或明暗對比強(qiáng)烈會(huì)限制老年人日常生活中的反應(yīng)能力，從而對睡眠-覺醒節(jié)律產(chǎn)生負(fù)面影響。

這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了光學(xué)設(shè)計(jì)在維持健康中的重要性，再次提醒人們在家庭和工作環(huán)境中注意照明條件，也為探索睡眠-覺醒節(jié)律提供了新的視角。

02

隨呼吸而變

拋開年齡產(chǎn)生的影響，近期一項(xiàng)由瑞典卡羅林斯卡學(xué)院（Karolinska Institute）和荷蘭格羅寧根大學(xué)（University of Groningen）聯(lián)合開展的研究發(fā)現(xiàn)，我們的瞳孔大小竟然會(huì)隨著呼吸節(jié)奏而同步變化。相關(guān)研究發(fā)表于《生理學(xué)雜志》（The Journal of Physiology）。

研究者招募了約200名受試者，并在5項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中記錄了受試者在放松或執(zhí)行任務(wù)時(shí)的瞳孔大小和呼吸模式。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，瞳孔大小與呼吸同步變化，且這種效應(yīng)非常穩(wěn)定。而且不同呼吸模式下，如鼻呼吸或口呼吸，瞳孔大小的變化模式一致：吸氣開始時(shí)最小，呼氣時(shí)最大。

這一發(fā)現(xiàn)改變了我們對呼吸和視覺系統(tǒng)關(guān)系的認(rèn)知。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，呼吸主要受腦干呼吸中樞調(diào)控，瞳孔括約肌則由中腦動(dòng)眼神經(jīng)中的副交感神經(jīng)纖維支配，兩者似乎并無直接關(guān)聯(lián)。但這項(xiàng)研究表明，呼吸與神經(jīng)系統(tǒng)之間存在比之前認(rèn)為的更深層次的聯(lián)系。

因此，在醫(yī)學(xué)診斷上，正如瞳孔光反應(yīng)被用作診斷工具，瞳孔大小隨呼吸變化模式的改變可能是神經(jīng)系統(tǒng)疾病的早期跡象。

這一發(fā)現(xiàn)為理解呼吸與神經(jīng)系統(tǒng)之間的聯(lián)系提供了新視角，并為研究身體節(jié)律如何塑造感知開辟了新的方向。

本文來自微信公眾號(hào)“環(huán)球科學(xué)”（id：huanqiukexue），如需轉(zhuǎn)載請聯(lián)系 newmedia@huanqiukexue.com

撰文：王怡博｜審校：clefable

[1] https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.191613

[2] https://www.mpg.de/22094203/0619-kybe-pupil-dilation-decreases-with-age-152035-x

[3] https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1113/JP287205

[4] https://theconversation.com/your-pupils-change-size-as-you-breathe-heres-why-this-new-discovery-is-important-250435