Forskere ved Karolinska Institutet i Sverige har opdaget en grundlæggende mekanisme, der påvirker størrelsen af pupillen, nemlig vores vejrtrækning.
Studiet, der er offentliggjort i The Journal of Physiology, viser, at pupillen er mindst under indånding og størst under udånding – noget, der kan påvirke vores syn.
Ligesom blænden i et kamera styrer pupillen, hvor meget lys der når øjet. Det er derfor grundlæggende for vores syn og hvordan vi opfatter vores omgivelser. Tre mekanismer, der kan ændre pupillens størrelse, har været kendt i over et århundrede: mængden af lys, fokusafstand og kognitive faktorer som følelser eller mental indsats.
Nu har videnskabsfolk opdaget en fjerde: vejrtrækning. Pupillen er mindst omkring indåndingens begyndelse og størst under udånding.
"Denne mekanisme er unik, da den er cyklisk, altid til stede og kræver ingen ekstern stimulus," forklarer Artin Arshamian, lektor ved Institut for Klinisk Neurovidenskab, Karolinska Institutet, som ledede forskningen. "Da vejrtrækning påvirker hjerneaktivitet og kognitive funktioner, kan opdagelsen bidrage til en bedre forståelse af, hvordan vores syn og opmærksomhed reguleres."
Flere opsigtsvækkende resultater
Forskerne gennemførte fem eksperimenter med over 200 deltagere, hvor de undersøgte, hvordan vejrtrækning påvirker pupillens størrelse under forskellige forhold.
Resultaterne viste, at effekten var til stede, uanset om deltagerne trak vejret hurtigt eller langsomt, gennem næsen eller munden, om lysforholdene eller fokuseringsafstanden varierede, eller om de hvilede eller udførte visuelle opgaver. Forskellen i pupillens størrelse mellem indånding og udånding var stor nok til teoretisk at kunne påvirke synet.
Studiet viste også, at funktionen er intakt hos personer, der er født uden lugtebulben, en hjernefunktion, der aktiveres ved næse-vejrtrækning. Dette tyder på, at mekanismen styres af hjernestammen, en fundamental og evolutionært bevaret del af hjernen.
Undersøger hvordan synet påvirkes
Forskerne undersøger nu, om ændringer i pupillens størrelse under vejrtrækning også påvirker synet. Tidligere forskning viser, at mindre pupiller gør det lettere at se detaljer, mens større pupiller hjælper os med at finde svære at se objekter.
"Vore resultater tyder på, at vores syn kan skifte mellem at optimere til at skelne små detaljer, når vi indånder, og at opdage svage objekter, når vi udånder, alt sammen inden for en enkelt vejrtrækningscyklus," siger Martin Schaefer, postdoc ved samme afdeling på Karolinska Institutet og førsteforfatter af studiet.
Der kan også være kliniske anvendelser ifølge forskerne.
"En potentiel anvendelse er nye metoder til at diagnosticere eller behandle neurologiske tilstande som Parkinsons sygdom, hvor beskadigelse af pupillens funktion er et tidligt tegn på sygdommen," siger Artin Arshamian. "Dette er noget, vi gerne vil undersøge nærmere i fremtiden."
Forskningen blev finansieret af det Svenske Forskningsråd og det Europæiske Forskningsråd (ERC). Der er ikke rapporteret om interessekonflikter.
