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# Biologie# Physiologie

Les nouvelles recherches remettent en question le lien entre la respiration et la taille des pupilles

Une étude révèle que les pupilles sont les plus petites pendant l'inhalation et les plus grandes pendant l'exhalation.

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Pendant des années, les scientifiques ont cru que nos pupilles grossissaient quand on inspire et se rétrécissaient quand on expire. Cette idée était considérée comme une base du fonctionnement des mammifères. Mais des études récentes commencent à remettre cette croyance en question. Les preuves soutenant l’idée que les pupilles changent de taille avec la respiration ne sont pas aussi solides qu’on le pensait, et il y a eu beaucoup de résultats contradictoires. Les études précédentes avaient souvent des problèmes comme des petits groupes de personnes, des analyses de données importantes manquantes, et une mesure inappropriée des clignements d’yeux.

Pour régler ces problèmes, de nouvelles recherches ont été menées pour examiner la connexion entre la respiration et la taille des pupilles de manière plus approfondie. Les résultats ont montré quelque chose de différent : les pupilles sont en fait les plus petites quand on commence à inspirer et les plus grandes quand on expire. Cette découverte contredit ce qu'on pensait auparavant et suggère que les changements de taille des pupilles se produisent pendant les deux phases de la respiration.

Contexte

Une pièce clé de preuve pour l’idée que les pupilles grossissent pendant l’inhalation vient d’une étude sur les chats. Cette recherche affirmait que la taille des pupilles était liée à la respiration, mais c'était seulement observé chez des chats légèrement anesthésiés. Quand les chats étaient éveillés ou fortement sédatés, cet effet disparaissait. Malgré les limitations signalées dans cette étude, l’idée a été largement acceptée dans les cercles scientifiques.

Cette méprise est significative car elle néglige le rôle important que la respiration et la taille des pupilles pourraient jouer dans le fonctionnement du cerveau et l'influence sur notre comportement. La respiration peut créer des schémas dans le cerveau qui affectent notre vision et nos interactions avec le monde. Par exemple, l'acte de Respirer crée des rythmes dans le cerveau qui peuvent changer notre réaction et notre traitement de l’information.

Aperçu de la recherche

La nouvelle étude visait à enquêter sur comment la respiration affecte la taille des pupilles en se basant sur les dernières théories. Elle a impliqué trois expériences avec des volontaires en bonne santé, conçues pour collecter des données fiables. Dans la première expérience, les chercheurs ont mesuré les schémas de respiration et la taille des pupilles chez 50 participants au repos. Ils ont regardé deux types de respiration : par le nez et par la bouche. C’était la première fois que la réponse des pupilles était étudiée en relation avec notre façon de respirer.

Dans la deuxième expérience, les mêmes approches ont été testées avec un nouveau groupe de 53 participants. La troisième expérience a exploré si les résultats précédents étaient vrais quand les participants étaient engagés dans une tâche visuelle tout en respirant par le nez et par la bouche.

Résultats clés

Au cours des trois expériences, les données ont montré de manière cohérente que les pupilles étaient les plus petites juste au moment où on commence à inspirer et les plus grandes quand on expire. Ce schéma était évident que les participants soient simplement au repos ou en train de faire une tâche visuelle. La recherche a appelé ce phénomène l'effet de phase respiratoire-pupillaire.

Les expériences ont également confirmé que la façon de respirer n’a pas d’impact sur les résultats, car la respiration par le nez et par la bouche a montré les mêmes schémas de taille des pupilles. Des changements significatifs de taille des pupilles ont été enregistrés pendant l’inhalation et l’expiration. Cela indique que les deux processus se produisent simultanément.

Conception expérimentale

Dans les trois expériences, un total de 112 participants a été impliqué, avec une représentation équilibrée des genres et des âges variés. Tous les participants étaient en bonne santé et capables de respirer confortablement par le nez et par la bouche. Ils ont été invités à éviter la caféine avant les expériences car cela pouvait affecter la taille des pupilles.

Expériences au repos : Dans les deux premières expériences, les participants étaient assis tranquillement dans une pièce faiblement éclairée en regardant un écran. Ils prenaient des tours en respirant par le nez et par la bouche pendant que leur taille de pupille était enregistrée.

Expérience de tâche visuelle : Dans la troisième expérience, les participants complétaient une tâche de détection visuelle tout en respirant. Ils étaient présentés avec des images et devaient répondre en fonction de ce qu'ils voyaient. Cette tâche a permis aux chercheurs de voir si les résultats précédents sur la taille des pupilles étaient toujours véritables pendant l’engagement visuel actif.

Analyse des résultats

En examinant la taille des pupilles à travers les différentes phases de respiration, l’analyse a montré que la taille moyenne des pupilles était effectivement la plus petite pendant l’inhalation et la plus grande pendant l’expiration. Ces résultats étaient cohérents à travers toutes les expériences.

L’étude a utilisé des méthodes statistiques avancées pour analyser les changements de taille des pupilles et a confirmé des effets significatifs de la phase respiratoire. Les résultats soulignent la nécessité de recherches supplémentaires sur comment la respiration impacte non seulement la taille des pupilles, mais aussi le comportement humain en général.

Implications des résultats

Les résultats de l’étude remettent en question la compréhension traditionnelle de comment la respiration affecte la dynamique des pupilles. Les résultats suggèrent que les fluctuations de la taille des pupilles peuvent fournir des indices sur les états cérébraux et comportementaux.

Les données cohérentes observées pendant les phases de repos et pendant les tâches actives indiquent également que ces changements pourraient être plus stables qu’on ne le pensait auparavant. Cette recherche souligne l'importance d'étudier les influences respiratoires sur les fonctions cognitives, car la respiration n'est pas seulement essentielle à la survie mais pourrait aussi jouer un rôle dans notre façon de penser et de percevoir notre environnement.

Directions futures

Avec ces nouvelles perspectives, il devient crucial d'explorer davantage comment les variations de taille des pupilles durant le cycle respiratoire peuvent influencer la perception visuelle. Des études précédentes ont suggéré des connexions entre la taille des pupilles et la performance des tâches, laissant entendre que des pupilles plus petites pourraient aider à des Tâches visuelles claires, tandis que des pupilles plus grandes pourraient aider à détecter des stimuli faibles.

Comprendre ces relations pourrait mener à de meilleures compréhensions du comportement humain et de la performance dans diverses situations. Les futures études pourraient également examiner comment ces mécanismes se manifestent dans des contextes réels, comme lors d'exercices ou d'autres activités impliquant une respiration contrôlée.

Conclusion

Cette récente étude fournit des preuves que la taille des pupilles est la plus petite au début de l’inhalation et la plus grande au pic de l’expiration. Cela remet en cause des croyances bien ancrées et ouvre la voie à de nouvelles avenues de recherche. Les schémas cohérents observés à travers différentes tâches soulignent l'interconnexion entre respiration et dynamique pupillaire, suggérant que notre compréhension de comment ces deux processus s'influencent mutuellement doit évoluer.

L'effet de phase respiratoire-pupillaire offre une nouvelle perspective sur les processus physiologiques à l'œuvre pendant la respiration et remet en question des hypothèses précédentes qui ont dominé la pensée scientifique pendant des décennies. Au fur et à mesure que de nouvelles recherches émergent, nous pourrions découvrir des aperçus précieux sur la complexité de la biologie et du comportement humain.

Source originale

Titre: The Respiratory-Pupillary Phase Effect: Pupils size is smallest around inhalation onset and largest during exhalation

Résumé: The prevailing view in the study of animal and human pupillary function has been that pupils dilate and are largest during inhalation and constrict and are smallest during exhalation. However, this notion has recently been challenged. Here, we systematically address this question by conducting a study encompassing three experiments (two resting tasks and one visual perception task), with the latter two being pre-registered. Collectively, across nasal and oral breathing, resting, and task conditions, our experiments consistently and robustly demonstrate that pupil size is smallest around inhalation onset and largest around peak exhalation. This phenomenon, which we term the Respiratory-Pupillary Phase Effect (RPPE), directly contradicts the long-held notion that pupils are largest during inhalation and smallest during exhalation. Notably, the dilation and constriction processes overlap with both phases. The observed consistency and significance of the RPPE across various conditions underscore the need for further investigation into its underlying mechanisms and potential impact on human behavior.

Auteurs: Martin Schaefer, S. Mathot, M. Lundqvist, J. N. Lundstrom, A. Arshamian

Dernière mise à jour: 2024-06-29 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.27.599713

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.27.599713.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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