Μια νέα ανακάλυψη ρίχνει φως σε μια βασική βιολογική διαδικασία, την αναπνοή, η οποία φαίνεται να επηρεάζει όχι μόνο την όρασή μας, αλλά και τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο γύρω μας.
Για πάνω από έναν αιώνα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι το φως, η απόσταση εστίασης και η πνευματική προσπάθεια ήταν οι βασικοί παράγοντες που επηρέαζαν το μέγεθος της κόρης του ματιού. Όμως μια νέα μελέτη από το Ινστιτούτο Καρολίνσκα της Σουηδίας έρχεται να προσθέσει και την αναπνοή σε αυτή τη λίστα.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο The Journal of Physiology, αποκαλύπτει ένα εντυπωσιακό μοτίβο: οι κόρες των ματιών μικραίνουν κατά την εισπνοή και διαστέλλονται κατά την εκπνοή. Αυτός ο ρυθμικός κύκλος υποδηλώνει μια βασική βιολογική λειτουργία που μπορεί να επηρεάζει διαρκώς τον τρόπο που βλέπουμε και αντιλαμβανόμαστε το περιβάλλον μας.
Η κόρη του ματιού μας αλλάζει μέγεθος για να προσαρμόσει το φως που φτάνει στον αμφιβληστροειδή. Με τη νέα αυτή ανακάλυψη, φαίνεται ότι η όρασή μας μεταβάλλεται διακριτικά με κάθε μας αναπνοή.
«Αυτός ο μηχανισμός είναι μοναδικός, γιατί είναι κυκλικός, συνεχής και δεν απαιτεί κανένα εξωτερικό ερέθισμα», αναφέρει ο Artin Arshamian, καθηγητής στο Τμήμα Κλινικής Νευροεπιστήμης του Karolinska Institutet. «Δεδομένου ότι η αναπνοή επηρεάζει τη δραστηριότητα του εγκεφάλου και τις γνωστικές λειτουργίες, αυτή η ανακάλυψη μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα πώς ρυθμίζονται η όραση και η προσοχή μας».
Εγκέφαλος, αναπνοή και οπτική εστίαση
Τα νέα αυτά ευρήματα βασίζονται σε μια ολοένα και πιο πλούσια ερευνητική βιβλιογραφία που δείχνει ότι η αναπνοή δεν εξυπηρετεί μόνο την παροχή οξυγόνου. Δημιουργεί επίσης ρυθμικά ηλεκτρικά μοτίβα, γνωστά ως νευρωνικές ταλαντώσεις, που διατρέχουν τον εγκέφαλο και επηρεάζουν τη σκέψη και την αντίληψη.
Αυτές οι ταλαντώσεις ξεκινούν βαθιά μέσα στο στέλεχος του εγκεφάλου, σε μια ομάδα νευρώνων που ονομάζεται preBötzinger complex, η οποία ελέγχει τους ρυθμούς της αναπνοής. Δημιουργούνται επίσης και στον οσφρητικό βολβό, όταν ο αέρας περνά από τη μύτη, συνδέοντας άμεσα την αναπνοή με τη λειτουργία του εγκεφάλου.
Σε ζωικά πειράματα έχει αποδειχθεί ότι οι ρυθμοί του εγκεφάλου που σχετίζονται με την αναπνοή βοηθούν στον συντονισμό αισθητηριακών και κινητικών συμπεριφορών, όπως το μύρισμα, οι κινήσεις των μουστακιών και της κεφαλής.
Αντίστοιχα, η ρύθμιση του μεγέθους της κόρης του ματιού παίζει κρίσιμο ρόλο στην επεξεργασία οπτικών πληροφοριών.
Για να ξεκαθαρίσουν αυτή τη σύνδεση, οι ερευνητές διεξήγαγαν πέντε προσεκτικά ελεγχόμενα πειράματα με περισσότερους από 200 συμμετέχοντες. Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι η αναπνοή επηρεάζει σταθερά το μέγεθος της κόρης, ανεξαρτήτως συνθηκών, είτε οι συμμετέχοντες ανέπνεαν γρήγορα ή αργά, από τη μύτη ή το στόμα, σε φωτεινό ή σκοτεινό περιβάλλον, σε κατάσταση ηρεμίας ή εκτελώντας οπτικές ασκήσεις.
Ένα από τα πιο εντυπωσιακά ευρήματα ήταν ότι οι αλλαγές στην κόρη εμφανίστηκαν ακόμα και σε άτομα που είχαν γεννηθεί χωρίς οσφρητικό βολβό.
Πώς οι αλλαγές της κόρης μπορεί να επηρεάζουν την αντίληψη
Η παρούσα μελέτη γεννά ενδιαφέρουσες σκέψεις για το πώς η όρασή μας μεταβάλλεται ανάλογα με τον κύκλο της αναπνοής.
Το μέγεθος της κόρης καθορίζει το πόσο φως φτάνει στο μάτι, επηρεάζοντας άμεσα την οπτική ευκρίνεια.
Μια μικρότερη κόρη, όπως ένας φωτογραφικός φακός με μικρό άνοιγμα, αυξάνει την οξύτητα και το βάθος πεδίου, διευκολύνοντας την αναγνώριση λεπτομερειών. Αντίθετα, μια μεγαλύτερη κόρη επιτρέπει την είσοδο περισσότερου φωτός, βελτιώνοντας την ικανότητα ανίχνευσης αμυδρών ή μακρινών αντικειμένων.
Τα αποτελέσματα της μελέτης, μας υποδεικνύουν ότι το οπτικό μας σύστημα ίσως προσαρμόζεται μέσα σε κάθε κύκλο αναπνοής, βελτιώνοντας την ικανότητα διάκρισης λεπτομερειών στην εισπνοή και την ικανότητα ανίχνευσης αδύναμων σημάτων στην εκπνοή.
Δυνητικές εφαρμογές στην ιατρική και τη νευροεπιστήμη
Πέρα από την επίδραση στην όραση, η σύνδεση της αναπνοής με την κόρη του ματιού θα μπορούσε να επιφέρει κι άλλες ιατρικές εξελίξεις.
Το αυτόνομο νευρικό σύστημα, το οποίο ρυθμίζει ακούσιες λειτουργίες του σώματος, ελέγχει τόσο την αναπνοή όσο και τις αλλαγές στην κόρη. Μια πιθανή εφαρμογή είναι η ανάπτυξη νέων μεθόδων διάγνωσης ή θεραπείας νευρολογικών παθήσεων, όπως η νόσος του Πάρκινσον, όπου η δυσλειτουργία της κόρης μπορεί να αποτελεί πρώιμο σημάδι της ασθένειας.
Ήδη, η μέτρηση της κόρης χρησιμοποιείται κλινικά για την εκτίμηση της εγκεφαλικής λειτουργίας, την ανίχνευση τραυματισμών του εγκεφάλου και την παρακολούθηση της κατάστασης συνείδησης.
Αν οι αλλαγές που σχετίζονται με την αναπνοή προστεθούν ως ένας επιπλέον δείκτης, θα μπορούσαν να αποτελέσουν έναν νέο, μη επεμβατικό τρόπο έγκαιρης διάγνωσης νευρολογικών προβλημάτων.
