Andning och syn kan hänga ihop

Forskare vid Karolinska institutet har i experiment kunnat se att vår andning påverkar storleken på ögats pupill. Upptäckten kan bidra till en bättre förståelse av hur synen regleras.

Pupillen reglerar hur mycket ljus som når ögat – likt bländaren i en kamera. Den är därför grundläggande för vår syn och hur vi uppfattar vår omgivning.

Tre mekanismer som kan ändra pupillens storlek har varit kända i över hundra år. Det är ljusmängd, fokusavstånd och kognitiva faktorer, som känslor eller mental ansträngning.

Men nu har forskare vid Karolinska institutet upptäckt en fjärde grundläggande mekanism, nämligen andningen. En studie visar att pupillen är som minst vid inandning och som störst under utandning.

– Den här mekanismen är unik på så vis att den är cyklisk, ständigt närvarande och inte kräver någon extern stimulans. Eftersom andning påverkar hjärnans aktivitet och kognitiva funktioner, kan upptäckten bidra till bättre förståelse för hur vår syn och uppmärksamhet regleras, säger Artin Arshamian, docent på Institutionen för klinisk neurovetenskap vid Karolinska institutet.

Andningen undersöktes i experiment

Forskarna gjorde totalt fem experiment där de undersökte hur andningen påverkar pupillens storlek under olika förhållanden. Över 200 personer deltog i studien.

Resultaten visade att effekten kvarstod oavsett om deltagarna andades snabbt eller långsamt, genom näsan eller munnen, om ljusförhållanden eller fixeringsavstånd varierade, om de vilade eller utförde visuella uppgifter. Skillnaden i pupillstorlek mellan in- och utandning var tillräckligt stor för att teoretiskt kunna påverka synen.

Forskarna kunde också visa att den här funktionen är intakt även hos personer som är födda utan luktbulben – ett område i hjärnan som aktiveras när vi andas genom näsan och hjälper oss att tolka doftintryck. Det här tyder på att mekanismen styrs från hjärnstammen, en grundläggande och evolutionärt bevarad del av hjärnan.

Undersöker hur synen påverkas

Forskarna undersöker nu om förändringar i pupillens storlek under andningen även påverkar synen. Tidigare forskning visar att mindre pupiller gör det lättare att se detaljer. Större pupiller hjälper oss att hitta svårupptäckta objekt.

– Våra resultat tyder på att vår syn kanske växlar mellan att optimera för att urskiljer små detaljer när vi andas in och att upptäcka vaga objekt när vi andas ut, allt inom en enda andningscykel, säger Martin Schaefer, postdoktor vid Karolinska institutet.

Forskarna vill även undersöka om den nya kunskapen framöver skulle kunna användas inom vården.

– Man skulle till exempel kunna tänka sig nya metoder för att diagnostisera eller behandla neurologiska tillstånd som Parkinsons sjukdom, där skador i pupillens funktion är tidiga sjukdomstecken. Det är något som vi vill utforska framöver, säger Artin Arshamian.

Vetenskaplig artikel:

The Pupillary Respiratory-Phase Response: Pupil size is smallest around inhalation onset and largest during exhalation, The Journal of Physiology.