Исследование показало способность носа быть уникальным биологическим отпечатком
В последние годы научное сообщество все активнее исследует возможности использования биометрических данных для идентификации человека и оценки его состояния. Недавнее исследование делает важный шаг в этом направлении, показывая, что способ дыхания каждого человека уникален и может служить надежным идентификатором, а также свидетельством его физического и психического здоровья.
тестовый баннер под заглавное изображение
Дыхание — это жизненно важный процесс, который регулируется мозгом. Каждый вдох и выдох запускает электрическую активность в нейронах, связанный с областями мозга, отвечающими за эмоции, память и познание. Исследователи предположили, что поскольку мозг у каждого человека уникален, то и модели дыхания тоже должны иметь особенности.
«Мы считаем, что мозг — это уникальный орган, и, следовательно, модели дыхания, связанные с его активностью, тоже должны быть уникальными», — поясняет нейробиолог Ноам Собел. Чтобы проверить эту гипотезу, ученые разработали специальное устройство, которое могло непрерывно отслеживать дыхание в течение 24 часов.
Технология фиксировала поток воздуха из носа, регистрируя такие параметры, как продолжительность вдоха, интервал между вдохами, объем воздуха, проходящего через каждую ноздрю, и другие показатели. В исследовании участвовали 100 добровольцев, которые носили устройство в течение суток, ведя дневник своих действий через мобильное приложение.
Используя алгоритмы машинного обучения, ученые смогли с высокой точностью — до 96,8 процента — идентифицировать каждого участника по его дыханию. Более того, повторные тесты, проведенные через два года, подтвердили стабильность и надежность модели, что говорит о возможности долгосрочного использования таких биометрических данных.
Интересно, что исследование показало не только возможность идентификации человека по дыханию, но и наличие связи между особенностями дыхания и его состоянием здоровья. Например, у участников с высоким уровнем тревожности отмечались более короткие вдохи и более разнообразные паузы во сне. У тех, кто страдал депрессией, дыхание было более быстрым и поверхностным.
«Это открытие очень важно, потому что оно показывает, что дыхание — это не только автоматический физиологический процесс, но и отражение внутреннего состояния человека», — отмечает нейробиолог Умберто Базилио.
Авторы исследования предполагают, что в будущем долгосрочный мониторинг дыхания может стать мощным инструментом для диагностики психических и физических заболеваний. Например, изменение модели дыхания может служить ранним признаком депрессии, тревожных расстройств или даже сердечно-сосудистых заболеваний.
«Если мы научимся точно интерпретировать особенности дыхания, то сможем разрабатывать индивидуальные программы коррекции, например, обучая людей правильным техникам дыхания для снижения тревожности или улучшения настроения», — рассказывает Собел. Он добавляет, что одна из перспектив — создание устройств, которые не только отслеживают дыхание, но и помогают регулировать его в реальном времени.
Несмотря на огромный потенциал, использование дыхательных биометрических данных вызывает вопросы конфиденциальности и этики. Некоторые эксперты предупреждают, что такие данные могут быть использованы неправомерно, например, для слежки или манипуляций. Собел признает, что подобные опасения оправданы, и подчеркивает необходимость разработки строгих правил защиты личной информации.
«Десяти минут записи недостаточно, чтобы сделать выводы. Но 24 часа — это уже серьезный объем данных, и он требует ответственного обращения», — заявляет нейробиолог. В будущем, по словам Собела, могут появиться законы, регулирующие использование таких биометрических данных, чтобы обеспечить их безопасность и приватность.
Некоторые ученые отмечают, что особенности дыхания могут зависеть от множества факторов, таких как физическая активность, окружающая среда или даже настроение в конкретный момент.
«Это очень перспективное направление, но нужно учитывать, что дыхание — это динамический процесс, и его характеристики могут меняться», — считает нейробиолог Детлеф Хек. Он добавляет, что для практического применения потребуется разработка более точных и устойчивых алгоритмов.