เมื่อเราดำน้ำ สิ่งที่เป็นปัญหาหลักๆคือเราไม่สามารถหายใจใต้น้ำโดยไม่อาศัยเครื่องมือช่วย ซึ่งแตกต่างกับแมวน้ำที่สามารถ กลั้นหายใจ ดำน้ำได้นานถึงสองชั่วโมงและไม่ต้องใช้ถังออกซิเจน

ทำไมแมวน้ำถึง กลั้นหายใจ ได้นาน

เพราะ ร่างกายของแมวน้ำมีความสามารถในการกักเก็บและใช้ออกซิเจนน้อยมากเวลาดำน้ำ โดยมีกลไกส่งออกซิเจนไปหล่อเลี้ยงอวัยวะที่สำคัญ เช่น หัวใจ และสมอง เส้นเลือดในอวัยวะอื่นๆที่ไม่สำคัญจะหดตัว (peripheral constriction)และหัวใจจะเต้นช้าลง (bradycardia)

เปรียบเทียบกับแมวน้ำแล้ว มนุษย์มีความสามารถในการดำน้ำน้อยกว่าอย่างเทียบกันไม่ได้ ซึ่งคนส่วนมากสามารถ กลั้นหายใจ แบบสบายๆได้น้อยกว่า 1 นาที แต่ร่างกายของมนุษย์ก็มีระบบที่ใช้ในการดำน้ำเหมือนกับ แมวน้ำ และ โลมา ดังนั้นหากเรารู้ว่า กลไกอะไรที่ส่งผลต่อความสามารถของร่างกายในการกักเก็บออกซิเจน ก็จะทำให้เราฝึกฝนและสามารถดำ freediving ได้นานมากยิ่งขึ้น

การทดลองปัจจัยในการกลั้นหายใจแต่ละแบบ

การทดลองจะมุ่งเน้นไปที่วัดการลดลงของอัตราการเต้นของหัวใจ (Bradycardia) เนื่องจากเป็นสิ่งที่สังเกตได้ง่าย เพื่อเปรียบเทียบว่าปัจจัยใดบ้างที่ส่งผลต่อ mammalian dive reflex มากกว่ากัน โดยวัดผลระหว่างกลั้นหายใจเป็นเวลา 30 วินาที

เมื่อ 69 ปีที่แล้วก่อนที่จะมีใครรู้จัก Mammalian dive reflex มีชายคนหนึ่งชื่อว่า Raimondo Bucher กลั้นหายใจ Freediving ลงไป 30 เมตร และว่ายกลับขึ้นมาผิวน้ำอย่างปลอดภัย ไม่มีอาการบาดเจ็บ นอกจากไม่บาดเจ็บแล้ว เขายังชนะพนันได้เงิน เนื่องจากมีนักวิทยาศาสตร์บอกเขาว่า ไม่มีทางที่มนุษย์จะกลั้นหายใจดำน้ำลงไปถึง 30 เมตรได้ เพราะแรงดันน้ำจะสูงมากจนทำให้ปอดฉีกและจมน้ำตาย แต่ Bucher ไม่ตาย เขาได้พิสูจน์ให้เห็นว่า ร่างกายมนุษย์มีกลไกบางอย่างที่ทำให้ กลั้นหายใจได้นานขึ้นและดำน้ำได้ลึกอย่างปลอดภัย

Mammalian dive reflex (MDR)

ในเวลาต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาความสามารถในการดำน้ำของ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และค้นพบว่าร่างกายมีปฏิกิริยาบางอย่างที่ช่วยให้สามารถดำน้ำได้นานและได้เรียกปฏิกิริยานี้ว่า MDR มีหลักๆด้วยกัน 4 อย่างคือ