Нове дослідження показує, що моделі дихання людини відрізняються від людини до людини і навіть можуть бути використані для ідентифікації осіб. (Зображення: Ippei Naoi via Getty Images)
Нове дослідження показало, що люди мають унікальні схеми дихання, які можна використовувати для ідентифікації та розрізнення окремих осіб.
У роботі, опублікованій у четвер (12 червня) у журналі Current Biology, дослідники можуть використовувати алгоритм для ідентифікації людей на основі цих чітких «респіраторних відбитків» майже у 97% випадків. Автори дослідження також вважають, що профілі дихання можуть розкрити потенційні підказки про психічне та фізичне здоров'я кожної людини.
Хоча це здається простим, дихання — це складний процес, яким керують кілька ділянок мозку. Це призвело до гіпотези дослідників: «Враховуючи, що всі ми маємо унікальний мозок, ми висуваємо гіпотезу, що ця унікальність також відображатиметься в нашому диханні», — розповіла Live Science в електронному листі перша авторка дослідження Тімна Сорока, докторантка Інституту наук Вейцмана в Ізраїлі.
Вам може сподобатися
- Електронні «татуювання» на обличчі можуть вимірювати ваше розумове навантаження на роботі
- Дослідження показує, що ваші пальці щоразу «підрізають» однаково
- Ваш моральний компас пов'язаний з тим, наскільки ви узгоджені зі своїм тілом, поради щодо вивчення
Щоб перевірити свою гіпотезу, Сорока та його колеги залучили 97 добровольців та оснащені кожною людиною портативним пристроєм, який вимірює вдих та видих через трубки, розташовані під кожною ніздрею. Пристрій реєстрував дихання кожного учасника протягом 24 годин, поки вони займалися своїми звичайними справами, включаючи сон.
Потім дослідники використали програмне забезпечення, щоб визначити десятки різних ознак у журналах дихання. «Це можуть бути, здавалося б, дуже незрозумілі часові ознаки, такі як тривалість паузи перед вдихом або тривалість паузи після вдиху», — сказав співавтор дослідження Ноам Собел, професор нейробіології Інституту наук Вейцмана.
Розділивши кожен 24-годинний зразок на п'ятихвилинні сегменти, дослідники відстежували, як ці характеристики змінювалися протягом кожного циклу запису для кожного учасника. Далі вони використали машинне навчання для аналізу отриманих «карт» рис, показавши, що схема мінливості була унікальною для кожної людини.
Потім вони провели додатковий експеримент із 42 учасниками, кожен з яких пройшов додатковий день тестування у випадковий момент протягом дворічного періоду — і це показало, що схема мінливості для кожної людини була разюче схожою протягом двох днів тестування, водночас залишаючись відмінною від усіх інших. Іншими словами, кожна людина мала унікальний дихальний «підпис», схожий на відбиток пальця.
Сигнатури були достатньо чіткими, щоб дослідники могли навчити алгоритм машинного навчання ідентифікувати окремих учасників з точністю 96,8%, ґрунтуючись лише на їхніх моделях дихання.
Ілюстрація пристрою, який використовується для вимірювання дихальних процесів.
Команда не очікувала, що результати будуть настільки статистично надійними, сказав Собел. «Це змусило нас переглядати [висновки] багато-багато разів, тому що з точки зору потужності, це було майже надто добре, щоб бути правдою. Тож це було несподівано».
Дослідники також попросили учасників заповнити анкету про їхнє фізичне та психічне здоров'я. Коли вони поєднали результати цих анкет з респіраторним аналізом, вони виявили кореляцію між дихальними профілями людей та різними характеристиками, такими як самооцінка почуття тривоги або індекс маси тіла.
Наприклад, у людей, які повідомляли про вищі почуття тривоги, спостерігалася більша мінливість пауз між вдихами, ніж у людей, які повідомляли про нижчі рівні, зазначив Сорока. Це підвищує ймовірність того, що дихальні патерни потенційно можна використовувати для прогнозування певних аспектів психічного та фізичного здоров'я, йдеться у статті.
Ренато Зенобі, професор аналітичної хімії в ETH Zurich, досліджував використання хімічних речовин, а саме метаболітів, у диханні людини як індикаторів захворювань. Зенобі, який не брав участі в новому дослідженні, сказав, що його результати можуть допомогти вдосконалити дихальні тести як зручніший діагностичний підхід.
«Деякі хвороби діагностуються за допомогою анкет», — сказав Зенобі. «Але якби в людини було щось метаболічне для вимірювання, а також дихальний режим, це могло б бути сильнішим, потужнішим».
Однак, щоб будь-який тест був корисним для діагностики, його вимірювання мають бути підтверджені контрольованими дослідженнями, щоб бути чітким та послідовним показником певного захворювання. Потрібні додаткові дослідження, щоб перевірити дихальні закономірності як надійний діагностичний інструмент. Зенобі поставив під сумнів логістику того, як моніторинг дихання буде впроваджено в клінічну практику.
Він справді вважав дослідження «інноваційним», але також поставив під сумнів практичність пристрою для відстеження дихання, враховуючи, що для отримання чітких результатів його носіння вимагає годин. Це може зробити його використання громіздким та знизити достовірність результатів, оскільки учасникам доводилося брати пристрій додому, сказав він.
Дослідники кажуть, що зараз вони працюють над тим, щоб зробити свій пристрій зручнішим для носіння. Собел сказав, що просуваючи роботу, вони також обмірковують деякі важливі, всеохоплюючі питання, зокрема, чи відображають моделі дихання стан мозку людини, чи є його рушійною силою.
Емма Брайс, автор Live Science
Емма Брайс — журналістка-фрілансерка з Лондона, яка пише переважно про довкілля, охорону природи та зміну клімату. Вона писала для The Guardian, Wired Magazine, TED Ed, Anthropocene, China Dialogue та Yale e360, серед інших, а також має ступінь магістра з науки, охорони здоров'я та екологічної журналістики Нью-Йоркського університету. Емма отримала гранти на журналістську діяльність від Європейського центру журналістики, а в 2016 році отримала стипендію Міжнародного репортажного проекту для участі в кліматичній конференції COP22 у Марокко.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.
Вийти Читати далі
Електронні «татуювання» на обличчі можуть вимірювати ваше розумове навантаження на роботі
Дослідження показує, що ваші пальці щоразу «підрізають» однаково
Ваш моральний компас пов'язаний з тим, наскільки ви узгоджені зі своїм тілом, поради щодо вивчення
Коти розпізнають знайомі запахи БО та можуть розпізнати незнайомців по смороду від пахв та пальців ніг.
Вчені виявили, як використовувати ваше тіло для обробки даних у носимих пристроях
Постійне спостереження за сучасним життям може погіршити функцію нашого мозку способами, які ми до кінця не розуміємо, показують тривожні дослідження.
Існує новий аналіз крові на хворобу Альцгеймера — ось як він працює
Лікарі можуть боротися зі стійкістю до антибіотиків — і рятувати життя — відстежуючи еволюцію супербактерій у режимі реального часу, підказує дослідження
Новий пристрій для менструальних прокладок відстежує менструальну кров на наявність ознак захворювань
Рідкісне спадкове захворювання, що спричиняє різке передчасне старіння
Отрута павука чорної вдови отруїла жінку через око
Зіркові клітини мозку можуть лежати в основі масивного сховища пам'яті мозку — Останні новини
Вчені попереджають, що ґрунтові води в басейні річки Колорадо не вичерпаються, але зрештою ми не зможемо їх використовувати.
Нові дані свідчать, що поневолені африканці 1200 років тому очолювали десятирічне повстання в Іраку
Існує новий аналіз крові на хворобу Альцгеймера — ось як він працює
Лікарі можуть боротися зі стійкістю до антибіотиків — і рятувати життя — відстежуючи еволюцію супербактерій у режимі реального часу, підказує дослідження
Струмінь чорної діри-монстра з раннього Всесвіту насолоджується «післясвіченням» Великого вибуху
Дивні ямки на зубах «хобітів» та інших архаїчних людей можуть розкрити приховані зв'язки в нашому генеалогічному дереві ОСТАННІ СТАТТІ
Ґрунтові води в басейні річки Колорадо не вичерпаються, але зрештою ми не зможемо їх використовувати, попереджають вчені.
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зв'яжіться з експертами Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { «site_platform»: «vanilla», «keywords»: «type-news-daily,serversidehawk,videoarticle,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com
