科学家研发“智能内裤”追踪放屁，启动“人类放屁图谱计划”

3 月 1 日消息，据 Scitechdaily 报道，美国马里兰大学主导开展了一项全新的全国性研究，现正招募志愿者，协助记录并分析人类放屁的情况。

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马里兰大学的研究人员公布了一款据称是首款专门用于测量人体放屁的可穿戴设备。这款名为“智能内裤”的隐秘传感系统，能够追踪排气时释放的氢气，为科学家提供一种客观研究这项生理功能的方法。长期以来，相关研究只能依靠猜测和自我报告。除了统计放屁次数，该技术还为在日常生活中观测肠道菌群活动提供了全新工具。

肠道胀气过多是诊室里十分常见的主诉，但医生一直缺乏可靠的测量工具。有“屁王”之称的胃肠病学家迈克尔 · 莱维特曾在 2000 年写道：“医生利用现有检测手段，几乎无法客观判定患者是否存在胀气过多的情况。”

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为突破这一局限，马里兰大学细胞生物学与分子遗传学助理教授布兰特利 · 霍尔带领团队，研发出一款可安装在普通内裤上的紧凑型可穿戴传感器。该设备通过电化学传感器，可全天候持续监测肠道气体产生情况。

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在发表于《生物传感器与生物电子学：X》的研究中，马里兰大学助理研究员圣地亚哥 · 博塔西尼及其团队报告称：健康成年人平均每天放屁 32 次。这一数据约为医学文献中普遍引用估算值（每天 14±6 次）的两倍。个体之间的差异十分惊人：部分参与者每天仅放屁 4 次，而另一些人则多达 59 次。

早期估算值偏低，原因在于研究依赖侵入性实验室设备、样本量小，或是依靠参与者自行记录排气情况。自我报告容易遗漏事件（尤其是睡眠期间），且记忆并不完全可靠。此外，人们对胀气的感受也存在差异：两个人排气量相近，一人可能感到明显不适，另一人却几乎毫无察觉。

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该研究资深作者霍尔表示：“客观测量让我们有机会在这一难以研究的领域提升科学严谨性。”

据IT之家了解，人体排出的气体主要成分为氢气、二氧化碳和氮气，部分人还会产生甲烷。氢气尤为关键，因为它完全由肠道微生物分解未被消化的碳水化合物时产生。通过持续监测氢气浓度，研究人员可以观测肠道菌群发酵食物的时间与活跃程度。

霍尔说：“可以把它理解为肠道气体版的动态血糖监测仪。”

测试中，参与者摄入益生元纤维菊粉后，设备能检测到氢气浓度骤升。系统对这类升高的检测灵敏度达 94.7%，证明其可实时捕捉与饮食相关的菌群活动变化。

这类监测技术未来有望帮助科学家在实验室之外，更深入地了解特定食物、益生菌或益生元对肠道功能的影响。

医学上对血糖、胆固醇等指标早已建立成熟的参考范围，而放屁虽是人类共有的生理行为，却没有公认的标准。霍尔说：“我们其实并不清楚正常的排气量是多少。没有这个基准，就很难判断一个人的排气是否真的过多。”

为确立这一参考标准，霍尔实验室正式启动“人类放屁图谱计划”。该项目将借助智能内裤，追踪全美数百名成年人的排气情况。参与者可远程报名，设备将邮寄到家，从而实现广泛、多样化人群的数据采集。研究人员将分析 24 小时内的排气规律，并与参与者的饮食、肠道菌群数据对比，目标是为美国 18 岁以上成年人划定典型排气范围。

早期研究已划分出三类人群：

• 佛系消化者：每日摄入高纤维饮食（25–38 克），但几乎不感觉胀气的人群。研究认为，这类人群或能揭示肠道菌群如何适应高纤维饮食模式。

• 氢气高产者：简单来说，就是频繁放屁的人。研究该群体有助于科学家理解导致排气量偏高的生理与菌群因素。

• 普通人群：排气量介于两者之间，代表最广泛的中等消化水平。

为进一步探究背后的菌群机制，研究人员将收集佛系消化者与氢气高产者的粪便样本，进行详细的菌群分析。

霍尔表示：“我们已经对肠道内有哪些微生物了解甚多，但对它们在特定时间的实际活动却知之甚少。人类放屁图谱计划将为肠道菌群发酵建立客观基准，这是评估饮食、益生菌或益生元干预如何改变菌群活动的重要基础。”

该项目将日常生理行为转化为可量化数据，有望重塑科学家对消化、饮食以及寄居在人体肠道内数万亿微生物的研究方式。