揭示了水中人类的生理极限
如果说进行空气呼吸的海狗和鲸鱼在长时间的进化过程中掌握了水中生活的方法，那么不使用呼吸器的自由潜水者则通过训练进行长时间潜水，使其达到生理极限。利用最新的传感器技术，在海上测量专业自由潜水者的潜水过程，结果发现大脑氧气浓度低到普通人会失去知觉的程度，心跳也会下降到海狗的水平。
英国圣安德鲁斯大学海洋哺乳类学者克里斯•麦奈等国际研究团队以5名最高水平的自由潜水者为对象，测量了在深海潜水17次的心跳数、血流量、大脑的氧气浓度等变化。
深呼吸后跳入冷水中，心率从每分钟120次下降到60次。这是所有脊椎动物表现出的潜水反射。
这是为了如果不能呼吸的话，可以减少心跳，减少氧气消耗，主要给心脏和大脑等必需的脏器输送血液。用脸盆盛凉水浸泡脸，鼻孔积水就会发生这种反射。
自由潜水者潜水1分钟，达到58米水深，心跳降至每分钟36次。随着肺部的空气因水压被压缩，浮力下降，从这个水深开始可以自由降落。
1分54秒后，终于到达了水深107米处。心率下降到每分钟30次。血液中的氧气和刚开始一样维持了99%的水平，但大脑氧气水平从70%减少到了64%。在其他潜水实验中，心跳数甚至减少到了每分钟11次。就是说，心脏每5.4秒跳动一次。
为了浮出水面而踢脚蹼时，心跳次数恢复到了每分钟60次，但血液和大脑中的氧气分别持续下降到了95%和63%。潜水开始4分钟后，安全潜水员在水深30米处登场。这是为了防止因缺氧而导致致命的昏厥。
潜水4分36秒后终于到达了水面。这时血液中的氧气只有53%，大脑中的氧气也只有26%。主编麦特博士在大学报告资料中表示，测定结果显示，心率每分钟降至11次，血液的氧气水平从通常的98%下降到25%。这比普通人失去知觉的50%低很多，与在珠穆朗玛峰山顶测出的数值相似。
研究者们表示，之所以能够进行这种测定，得益于利用额头和腰部等部位安装的传感器进行的近红外线分光法。类似于智能手表的该技术利用与皮肤接触的发光LED，测定心率、血流量、脑氧气水平。
参与研究的瑞典隆德大学教授埃里卡·夏加泰表示，到目前为止，这种深度潜水对专业自由潜水者的大脑和心血管产生何种影响，如何推进人类的生理极限，只是猜测而已。
研究者们期待，该研究不仅有助于理解海洋哺乳类动物，还有助于治疗心脏患者，并对保护自由潜水者安全的警报系统也有帮助。该研究刊登在最近一期科学杂志《皇家学会哲学会刊：生物科学(B)》上。
引用 论文: Philosophical Transactions B, DOI: 10.1098/rstb.2020.0349
赵弘燮 记者
